Cell子刊:禁食可使干细胞再生

【字体: 时间:2014年06月06日 来源:生物通

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  科学家们发现,周期性的长时间禁食不仅对免疫系统损伤(化疗的主要副作用)有保护作用,而且还能诱导免疫系统再生,令休眠的干细胞开始更新。这是人们首次发现,天然干涉手段能够激活干细胞,促进器官或系统的再生。

  

生物通报道:科学家们发现,周期性的长时间禁食不仅对免疫系统损伤(化疗的主要副作用)有保护作用,而且还能诱导免疫系统再生,令休眠的干细胞开始更新。这是人们首次发现,天然干涉手段能够激活干细胞,促进器官或系统的再生。文章于六月五日发表在Cell旗下的Cell Stem Cell杂志上。

研究人员通过小鼠实验和1期临床试验发现,长时间不进食会显著降低白细胞数。进一步研究显示,小鼠周期性禁食“触动了一个再生开关”,改变了造血干细胞的信号通路。造血干细胞负责生成血液和免疫系统的细胞。

我们的免疫系统会随着年龄的增大逐渐衰退,机体也越来越容易生病,而这项研究为人们提供了有关健康衰老的重要线索。研究人员向人们展示,周期性的长时间禁食(在六个月中每次禁食两到四天),可以杀死老化和受损的免疫细胞,促使免疫系统自我更新。(延伸阅读:Nature聚焦:长生不老离我们有多远

“在你挨饿的时候,免疫系统会试着节约能量,将大量不需要的免疫细胞回收再利用,尤其是那些可能已经受损的细胞,”Longo说。“我们在动物实验和临床试验中看到,白细胞数会随着长时间禁食而减少,结束禁食之后白细胞又会自动恢复。那么这些白细胞从何而来呢?”文章的通讯作者,加州大学的Valter Longo教授说。

长时间禁食会迫使机体使用储存起来的葡萄糖、脂肪和酮类,同时分解大量的白细胞。这就像是飞机在抛掉过于沉重的货物。

禁食过程中的白细胞去除现象,会改变一些重要的因子,诱导干细胞再生出新的免疫细胞。例如,长期禁食会使PKA酶减少。此前Longo的团队曾发现,禁食引发的PKA酶减少可以延长寿命,也有其他研究将这种酶与干细胞的自我更新能力联系起来。除此之外,长时间禁食还会降低转录因子IGF-1的水平,这种因子被认为与衰老、肿瘤进程和癌症风险有关。

“造血干细胞要进入再生模式,必须关闭PKA基因。之后干细胞就能开始增殖,重建免疫系统,”Longo解释道。他认为在临床上模拟长时间禁食的效果,可以使免疫系统重新焕发青春活力。“机体会在禁食期间去除无效部件(受损和衰老细胞),这是一个好消息。现在当免疫系统因为化疗或衰老严重受损时,可以利用周期性禁食促使免疫系统自我更新。”

研究团队进行了一个小规模的临床试验,他们让患者在接受化疗之前禁食72小时,结果表明长时间禁食的确对化疗毒性有保护作用。“尽管化疗能够拯救癌症患者的生命,但它也会对免疫系统造成显著的伤害。这项研究显示,禁食有望减轻化疗带来的一些副作用,”文章的共同作者,南加州大学的助理教授Tanya Dorff说。“不过我们还需要进行更多的临床试验,任何饮食干预都应该在医生的指导下进行。”

这项研究将有望帮助那些正在接受化疗或者患有免疫缺陷的人,包括自身免疫疾病的患者。目前研究团队正在研究,禁食的干细胞再生效果,是否也能在免疫系统之外起作用。

 

生物通编辑:叶予

生物通推荐原文:

Prolonged Fasting Reduces IGF-1/PKA to Promote Hematopoietic-Stem-Cell-Based Regeneration and Reverse Immunosuppression

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