Cell解答饮食影响代谢之谜

　　

生物通报道  来自加州大学欧文分校的科学家们发现，高脂饮食通过影响控制身体生物钟的分子机制，调控了肝脏的代谢功能。这些昼夜节律遭到破坏，有可能促成糖尿病、肥胖和高血压等代谢异常疾病。

而好消息则是，研究人员发现恢复平衡的、低脂饮食可使昼夜节律正常化。这些研究表明，生物钟能够根据饮食的营养含量来进行自身重编程。这有可能促使鉴别出控制饮食的新型药物靶点。

领导这一研究的是加州大学欧文分校生物化学教授、居世界领导地位的昼夜节律遗传学研究人员Paolo Sassone-Corsi。研究结果发表在《细胞》（Cell）杂志上。

在几乎所有的生物体内，24小时昼夜节律支配了基本的生理功能。生物钟是我们身体中的内在时间追踪系统，它能够预感环境变化，调整自身适应每天适当的时间。这些节律发生改变可以深远地影响人体健康。人体多达15%的基因受到昼夜节律日-夜模式的调控，包括那些与肝脏中的某些代谢信号通路相关的基因。

高脂饮食可通过两个主要机制来重编程肝脏时钟。一个通过阻碍时钟调控基因CLOCK:BMAL1来阻断正常周期。另一种机制则通过激活通常不会上下波动的基因，主要是通过一种叫做PPAR-γ的因子，启动了一个新的波动程序。以往的研究表明PPAR-γ与炎症反应和脂肪组织形成有关，新研究发现这一因子随高脂饮食而上下波动。

Sassone-Corsi说，值得注意的是，发生这种重编程独立于肥胖状态，而是完全依赖于卡路里的摄取，表明了昼夜节律钟非凡的适应能力。

作者们将继续扩展他们的研究，了解高脂饮食对于其他的身体部位，包括肌肉、脂肪、大脑和血浆的影响。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Reprogramming of the Circadian Clock by Nutritional Challenge

Circadian rhythms and cellular metabolism are intimately linked. Here, we reveal that a high-fat diet (HFD) generates a profound reorganization of specific metabolic pathways, leading to widespread remodeling of the liver clock. Strikingly, in addition to disrupting the normal circadian cycle, HFD causes an unexpectedly large-scale genesis of de novo oscillating transcripts, resulting in reorganization of the coordinated oscillations between coherent transcripts and metabolites. The mechanisms underlying this reprogramming involve both the impairment of CLOCK:BMAL1 chromatin recruitment and a pronounced cyclic activation of surrogate pathways through the transcriptional regulator PPAR. Finally, we demonstrate that it is specifically the nutritional challenge, and not the development of obesity, that causes the reprogramming of the clock and that the effects of the diet on the clock are reversible.