論文標題：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)表時間：2018/11/20

數(shù)字識別碼：10.1186/s12986-018-0318-3

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長期以來，人們普遍認為控制熱量攝入有助于延長壽命，改善機體代謝。 過去五十多年以來，嚙齒類動物實驗表明減少熱量攝入能夠延長壽命。靈長類動物中也有類似的發(fā)現(xiàn)——和實驗對照組相比，控制熱量攝入組的猴子更為健康。半個世紀過去了，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我們的健康有益——攝入更少的熱量，也就是少吃。但問題的關鍵，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。 從進化學角度來說，如今代謝性疾病流行是因為我們的代謝系統(tǒng)無法適應后農(nóng)業(yè)時代過多的精細碳水、高脂高糖食物。相反的，它們更習慣間斷性的斷食狀態(tài)。在狩獵采集時代，我們的祖先在捉到一只大型動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，中國科學院上海營養(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1型和2型糖尿病模型小鼠的影響。研究的干預方案為：7天斷食（每日的熱量攝入為標準攝入量的1/3），隨后7天正常飲食，以此循環(huán)，總干預時長為8周。研究中的1型糖尿病模型小鼠在干預開始前，被其藥物破壞了胰島β細胞；2型糖尿病模型小鼠缺乏調(diào)節(jié)進食的關鍵性激素（瘦素）受體，這樣的小鼠無法感受到飽腹，會持續(xù)進食導致嚴重的肥胖和糖尿病。干預結果顯示，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細胞數(shù)量明顯增加。

“當看到糖尿病小鼠中胰島β細胞數(shù)量增加的時候，我們簡直不敢相信！”陳教授說道?！俺３Ｂ犎藗冋劦綌嗍硨p重是多么地有效——我覺得這是理所當然的結果啊，因為熱量攝入減少了所以體重自然會下降。 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為其促成了機體發(fā)生生物學上的改變?！碧悄虿⌒∈笤诟深A開始時胰島β細胞都已被破壞，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細胞。 該結果提示，間歇性斷食或許能重設機體的葡萄糖代謝。

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

如果在網(wǎng)絡上搜索“斷食”，你會得到各種各樣的術語：間歇性斷食、長期斷食、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際操作性的可持續(xù)的斷食方式。 研究人員的最終目標是找到適合人類的斷食方式。從這個角度上講，易于堅持是保證斷食方式更加可行的重要一點。 在目前的研究中，陳教授團隊采取的是7天中每天1/3熱量攝入接連7天正常進食的斷食模式。如果將斷食時間改為2天或者5天，斷食循環(huán)對葡萄糖代謝的影響是否不變呢？陳教授團隊目前已經(jīng)開展了進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，陳教授對將斷食研究的結果推廣到人類持謹慎樂觀的態(tài)度。 “當我們觀察到（小鼠）β細胞數(shù)量增加這一結果之后，我就開始在自己身上嘗試這種斷食干預。”他提到，“我采用了和研究中一樣的斷食方式?！痹谧隽俗约旱膶嶒炐∈蟠蠹s三個月后，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，但他對如何解讀這個“未發(fā)表的個案”非常謹慎。 “現(xiàn)在提出任何建議還為時過早，因為暫時并沒有長期的、大規(guī)模的人群研究對斷食的安全性和有效性加以驗證。還有太多的問題有待探索：最佳的斷食方案是什么？每日僅攝入標準熱量的1/3從長期角度是否可行？對普通人群和罹患慢性病的人群，斷食是否安全 ……”陳教授強調(diào)，不鼓勵大家在未咨詢專業(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：科學網(wǎng)）

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