“网红”饮食法再登顶刊!Nature首度揭露:「间歇性禁食」竟可促进神经再生和修复


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临床上 , 周围神经系统(PNS)损伤发生率一直居高不下 , 而且仅有少数PNS损伤有机会通过外科手术重建得到良好治疗 , 其余绝大数只能让其“自生自灭 , 听天由命” 。 虽说PNS具备一定的自我修复和再生潜能 , 但因轴突再生效率低下、速度迂缓 , 导致PNS再生障碍重重[1
。 难以得到有效的治疗最终会使患者感觉、运动和自主神经功能部分甚至完全丧失 , 带来无法逆转的沉重伤害和巨大的疾病负担[2
。 PNS若想实现“我命由我不由天” , 加速轴突再生无疑就是重中之重 。 已有诸多研究表明间歇性禁食(IF)可以激活轴突再生的信号通路[3-4
、提高突触可塑性[5
、促进神经生长[6
, 但目前对于IF是否具备提升神经再生能力(特别是轴突再生能力)尚不明确 。 因此 , 亟需阐明IF与PNS轴突再生的相关性 。 近日 , 伦敦帝国理工学院(IC)Simone Di Giovanni教授团队在顶级期刊Nature上发表了关于IF促进周围神经再生机制的重磅研究结果[7
。 他们探究发现:IF可增加肠道微生物的代谢物吲哚-3-丙酸(IPA) , 并利用免疫介导机制促进周围神经轴突的再生和功能修复 。 为临床改善PNS损伤患者的神经功能预后开启了一个新思路 。

论文首页截图具体而言 , 研究团队分别对C57BL/6雄性小鼠(6-8周龄)进行10天的IF喂养(当天随意进食 , 隔天禁食)和常规喂养(AL , 不受限制自由禁食) , 然后进行坐骨神经挤压损伤造模(SNC , 手术切断从脊柱延伸到腿部的最长神经元) , 并在造模24/72小时后分别评估轴突再生和神经元恢复情况 。 结果显示:在SNC造模72小时后 , 与AL喂养组相比 , IF喂养组的坐骨神经轴突再生速度显著更快(P<0.01) , 脊髓背根节(DRG)神经元轴突生长增加了约50%(P<0.05) 。 SNC造模72小时后 , IF(红色)和AL(蓝色)喂养组轴突再生情况SNC造模72小时后 , IF(红色)和AL(蓝色)喂养组DRG神经元轴突生长情况而且IF并未改变轴突再生的关键细胞(如施万细胞和巨噬细胞)在坐骨神经挤压部位的聚集状况 , 也没有显著改变DRG中的神经营养因子(BDNF、NGF、NT-3和NT4/5)浓度 。 由此可以推测:施万细胞、巨噬细胞和神经营养因子并未在IF促进轴突再生的过程中发挥关键作用 。 那么到底是何方神圣在背后推波助澜呢?SNC造模72小时后 , DRG四种神经营养因子浓度变化情况(无显著性变化)研究团队做了一个大胆的推测:IF喂养方式改变了小鼠的饮食与代谢状态继而触发/促进轴突再生 。 随后对IF和AL喂养的小鼠血清进行代谢物检测(共检测79种代谢物) , 两组之间有多达14种代谢物(微生物衍生代谢物和宿主代谢物)存在显著性差异 。 IF喂养组浓度升高最为显著的均为微生物衍生代谢物(3-吲哚乳酸 , 23-丁二醇 , 吲哚-3-丙酸(IPA)和木糖) , 巧合的是 , 这4种代谢物均与宿主代谢物无关 。 脉络开始逐渐清晰起来:IF喂养可能使肠道微生物及其代谢物发生变化 , 也许对轴突再生起到至关重要的作用 。 与AL喂养组相比 , IF喂养组浓度升高最为显著的4种代谢物(红色字体)为了进一步探索IF喂养导致肠道微生物变化在促进坐骨神经再生中的确切作用 , IF喂养小鼠的肠道菌群被“移花接木”到AL喂养小鼠体内 。 没想到“乾坤大挪移”这种奇事居然在AL喂养的小鼠体内毫无违和地发生了 , 经过菌群移植后的AL喂养小鼠在SNC造模后神经再生的速度也明显加快 。 与此同时 , 若使用万古霉素显著降低革兰氏阳性菌(双歧杆菌、乳杆菌和生孢梭菌等能产生吲哚代谢物)的丰度 , 减少小鼠肠道菌群的多样性 , IF促进轴突再生的能力近乎被削弱殆尽 。 双向结果均提示革兰氏阳性菌可能是IF促进轴突再生的关键所在 , 排除掉非吲哚类代谢物之后 , 离最终的答案已经越来越近了 。 革兰氏阳性菌和万古霉素在IF促进轴突再生中的作用那么究竟是哪一种/一些革兰氏阳性菌代谢物对轴突再生有促进作用呢?在分析IF或AL喂养小鼠是否进行万古霉素干预的血清代谢物变化后 , 发现能够被万古霉素显著影响的代谢物只有IPA 。 IPA真的就是背后的操盘手吗?在万古霉素干预后IPA的血清浓度变化

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