論文標(biāo)題：Intermittent administration of a fasting-mimicking diet intervenes in diabetes progression, restores β cells and reconstructs gut microbiota in mice

期刊：Nutrition & Metabolism

作者：Siying Wei, Ruomei Han, Jingyu Zhao, Shuo Wang, Meiqin Huang, Yining Wang and Yan Chen

發(fā)表時(shí)間：2018/11/20

數(shù)字識(shí)別碼：10.1186/s12986-018-0318-3

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長(zhǎng)期以來，人們普遍認(rèn)為控制熱量攝入有助于延長(zhǎng)壽命，改善機(jī)體代謝。 過去五十多年以來，嚙齒類動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明減少熱量攝入能夠延長(zhǎng)壽命。靈長(zhǎng)類動(dòng)物中也有類似的發(fā)現(xiàn)——和實(shí)驗(yàn)對(duì)照組相比，控制熱量攝入組的猴子更為健康。半個(gè)世紀(jì)過去了，糖尿病、肥胖癥、代謝綜合征等非傳染性疾病的全球發(fā)病率在逐漸升高。我們清楚地知道什么對(duì)我們的健康有益——攝入更少的熱量，也就是少吃。但問題的關(guān)鍵，也是最棘手的問題在于如何少吃。

在探索“如何少吃”的過程中，“斷食”這一概念引起了我們的注意。 從進(jìn)化學(xué)角度來說，如今代謝性疾病流行是因?yàn)槲覀兊拇x系統(tǒng)無法適應(yīng)后農(nóng)業(yè)時(shí)代過多的精細(xì)碳水、高脂高糖食物。相反的，它們更習(xí)慣間斷性的斷食狀態(tài)。在狩獵采集時(shí)代，我們的祖先在捉到一只大型動(dòng)物飽餐一頓之前或許要餓上好多天。理論上，人類的代謝系統(tǒng)很可能適應(yīng)斷食-飽餐這樣的循環(huán)。

在Nutrition & Metabolism 最近發(fā)表的一篇文章中，中國(guó)科學(xué)院上海營(yíng)養(yǎng)與健康研究所的陳雁教授與同事們探究了間歇性模擬斷食的飲食模式（fasting-mimicking diet - FMD）對(duì)1型和2型糖尿病模型小鼠的影響。研究的干預(yù)方案為：7天斷食（每日的熱量攝入為標(biāo)準(zhǔn)攝入量的1/3），隨后7天正常飲食，以此循環(huán)，總干預(yù)時(shí)長(zhǎng)為8周。研究中的1型糖尿病模型小鼠在干預(yù)開始前，被其藥物破壞了胰島β細(xì)胞；2型糖尿病模型小鼠缺乏調(diào)節(jié)進(jìn)食的關(guān)鍵性激素（瘦素）受體，這樣的小鼠無法感受到飽腹，會(huì)持續(xù)進(jìn)食導(dǎo)致嚴(yán)重的肥胖和糖尿病。干預(yù)結(jié)果顯示，兩種糖尿病小鼠空腹血糖水平降低，糖耐量改善，胰島素敏感性提高。更令人欣喜的發(fā)現(xiàn)是：在接受“斷食”處理的糖尿病小鼠體內(nèi)的胰島β細(xì)胞數(shù)量明顯增加。

“當(dāng)看到糖尿病小鼠中胰島β細(xì)胞數(shù)量增加的時(shí)候，我們簡(jiǎn)直不敢相信！”陳教授說道?！俺３Ｂ犎藗冋劦綌嗍硨?duì)減重是多么地有效——我覺得這是理所當(dāng)然的結(jié)果啊，因?yàn)闊崃繑z入減少了所以體重自然會(huì)下降。 而間歇性節(jié)食后小鼠體重并沒有特別顯著的降低，這些圖（熒光染色結(jié)果）我第一次看到證據(jù)，令我信服“輕斷食”可以真正意義上改善新陳代謝！ 斷食之所以有效是因?yàn)槠浯俪闪藱C(jī)體發(fā)生生物學(xué)上的改變?！碧悄虿⌒∈笤诟深A(yù)開始時(shí)胰島β細(xì)胞都已被破壞，但斷食后它們以某種方式再生了能夠產(chǎn)生胰島素的有功能的胰島β細(xì)胞。 該結(jié)果提示，間歇性斷食或許能重設(shè)機(jī)體的葡萄糖代謝。

間歇性FMD恢復(fù)db/db2型糖尿病小鼠的胰島β細(xì)胞：A.胰腺切片中胰島的H&E染色；B.胰腺切片免疫染色檢測(cè)胰島素和胰高血糖素的表達(dá)；C. 每個(gè)胰島β細(xì)胞和α細(xì)胞的百分比；D. 空腹和喂養(yǎng)狀態(tài)下的血清胰島素水平

如果在網(wǎng)絡(luò)上搜索“斷食”，你會(huì)得到各種各樣的術(shù)語：間歇性斷食、長(zhǎng)期斷食、全天斷食、只喝水的斷食、類斷食飲食……這意味著大家都在尋找具有實(shí)際操作性的可持續(xù)的斷食方式。 研究人員的最終目標(biāo)是找到適合人類的斷食方式。從這個(gè)角度上講，易于堅(jiān)持是保證斷食方式更加可行的重要一點(diǎn)。 在目前的研究中，陳教授團(tuán)隊(duì)采取的是7天中每天1/3熱量攝入接連7天正常進(jìn)食的斷食模式。如果將斷食時(shí)間改為2天或者5天，斷食循環(huán)對(duì)葡萄糖代謝的影響是否不變呢？陳教授團(tuán)隊(duì)目前已經(jīng)開展了進(jìn)一步的研究來試圖回答這些問題。 此外他們還將繼續(xù)探索間歇性斷食是否有助于改善腫瘤或自身免疫性疾病。

與此同時(shí)，陳教授對(duì)將斷食研究的結(jié)果推廣到人類持謹(jǐn)慎樂觀的態(tài)度。 “當(dāng)我們觀察到（小鼠）β細(xì)胞數(shù)量增加這一結(jié)果之后，我就開始在自己身上嘗試這種斷食干預(yù)?！彼岬?，“我采用了和研究中一樣的斷食方式?！痹谧隽俗约旱膶?shí)驗(yàn)小鼠大約三個(gè)月后，陳教授成功減重5公斤，并擺脫了降脂藥物。雖然這種斷食在他身上效果顯著，但他對(duì)如何解讀這個(gè)“未發(fā)表的個(gè)案”非常謹(jǐn)慎。 “現(xiàn)在提出任何建議還為時(shí)過早，因?yàn)闀簳r(shí)并沒有長(zhǎng)期的、大規(guī)模的人群研究對(duì)斷食的安全性和有效性加以驗(yàn)證。還有太多的問題有待探索：最佳的斷食方案是什么？每日僅攝入標(biāo)準(zhǔn)熱量的1/3從長(zhǎng)期角度是否可行？對(duì)普通人群和罹患慢性病的人群，斷食是否安全 ……”陳教授強(qiáng)調(diào)，不鼓勵(lì)大家在未咨詢專業(yè)人士的情況下自行嘗試斷食。

摘要：

Fasting and especially intermittent fasting have been shown to be an effective intervention in many diseases, such as obesity and diabetes. The fasting-mimicking diet (FMD) has recently been found to ameliorate metabolic disorders. To investigate the effect of a new type of low-protein low-carbohydrate FMD on diabetes, we tested an FMD in db/db mice, a genetic model of type 2 diabetes. The diet was administered every other week for a total of 8 weeks. The intermittent FMD normalized blood glucose levels in db/db mice, with significant improvements in insulin sensitivity and β cell function. The FMD also reduced hepatic steatosis in the mice. Deterioration of pancreatic islets and the loss of β cells in the diabetic mice were prevented by the FMD. The expression of β cell progenitor marker Ngn3 was increased by the FMD. In addition, the FMD led to the reconstruction of gut microbiota. Intermittent application of the FMD increased the genera of Parabacteroides and Blautia while reducingPrevotellaceae, Alistipes and Ruminococcaceae. The changes in these bacteria were also correlated with the fasting blood glucose levels of the mice. Furthermore, intermittent FMD was able to reduce fasting blood glucose level and increase β cells in STZ-induced type 1 diabetic mouse model. In conclusion, our study provides evidence that the intermittent application of an FMD is able to effectively intervene in the progression of diabetes in mice.

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期刊介紹:

Nutrition & Metabolism(https://nutritionandmetabolism.biomedcentral.com/,3.483 - 2-year Impact Factor, 3.717 - 5-year Impact Factor) publishes studies with a clear focus on nutrition and metabolism with applications ranging from nutrition needs, exercise physiology, clinical and population studies, as well as the underlying mechanisms in these aspects.

The areas of interest for Nutrition & Metabolism encompass studies in molecular nutrition in the context of obesity, diabetes, lipedemias, metabolic syndrome and exercise physiology. Manuscripts related to molecular, cellular and human metabolism, nutrient sensing and nutrient–gene interactions are also in interest, as are submissions that have employed new and innovative strategies like metabolomics/lipidomics or other omic-based biomarkers to predict nutritional status and metabolic diseases.

（來源：科學(xué)網(wǎng)）

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