新研究显示禁食增强干细胞的再生能力

随着人们的年龄，他们的肠道干细胞开始失去再生的能力。这些干细胞是所有新肠道细胞的源泉，因此这种下降可以使其从胃肠道感染或影响肠的其他条件恢复。

根据一项新的研究，这种与年龄相关的干细胞功能的丧失可以在24小时内快速逆转麻省理工学院生物学家。研究人员发现，在老年人和年轻的小鼠中，禁食显着改善了干细胞的再生能力。

在禁食的小鼠中，细胞开始分解脂肪酸而不是葡萄糖，这种变化刺激干细胞变得更加再生。研究人员发现，它们还可以通过激活相同代谢开关的分子促进再生。研究人员说，这种干预可能会帮助老年人从胃肠道感染或接受化疗的癌症患者中恢复。

“捕食在肠道中有许多效果，包括促进再生以及任何类型的疾病中的潜在用途，这些疾病在肠道（例如感染或癌症）中，”生物学的麻省理工学院助理教授yabo124科赫综合癌症研究所，以及研究的高级作者之一。“了解禁食如何改善整体健康，包括成年干细胞在肠道再生中的作用，修复和衰老，是我实验室的根本兴趣。”

David Sabatini是一位生物医学研究所和Koch Instityabo124ute的Whitehey of Biology of Biology of Biology和成员，也是本文的高级作者，它出现在5月3日问题中细胞干细胞。

“这项研究提供了证据表明，禁食诱导肠干细胞中的代谢开关，从利用碳水化合物燃烧脂肪，”Sabatini说。“有趣的是，将这些细胞切换到脂肪酸氧化作用显著增强了它们的功能。这一途径的药物靶向可能为改善与年龄相关病理的组织稳态提供治疗机会。”

本文的牵头作者是白头研究所邮政编码梅利亚·米哈托瓦娃和科赫研究所博士后德文。

提高再生

多十年来，科学家们已知低热量摄入与人类和其他生物的增强寿命相关联。伊利马斯和他的同事们对探索禁食在分子水平的速度，特别是在肠道中有感兴趣。

肠道干细胞负责维持肠道内壁，通常每五天更新一次。当损伤或感染发生时，干细胞是修复损伤的关键。随着人们年龄的增长，这些肠道干细胞的再生能力会下降，所以肠道需要更长的时间来恢复。

“肠道干细胞是肠道的重要组成部分，它能产生更多的干细胞，并分化为肠道的所有不同类型的细胞。值得注意的是，在衰老过程中，肠干功能下降，损害了肠受损后的自我修复能力，”Yilmaz说。“在研究过程中，我们专注于了解24小时快速运动是如何增强年轻和年老肠道干细胞的功能的。”

小鼠禁食24小时后，研究人员除去肠道干细胞，并在培养皿中生长它们，使它们能够确定细胞是否可以引起称为有机体的“迷你肠”。

研究人员发现，来自禁食小鼠的干细胞翻了一番，它们的再生能力翻了一番。

米哈伊洛娃说:“禁食显然对肠隐窝形成更多类器官的能力有巨大影响，类器官是由干细胞驱动的。”“这是我们在年轻老鼠和年老老鼠身上都看到的东西，我们真的想了解驱动这一现象的分子机制。”

代谢开关

进一步的研究，包括测序信使RNA.从禁食的小鼠中的干细胞显示，禁食诱导细胞从通常的代谢切换，燃烧糖类如糖，以代谢脂肪酸。该开关通过称为PPAR的转录因子的激活发生，这导致许多参与代谢脂肪酸的基因。

研究人员发现，如果它们关闭了这条路，则禁食可能不再升高再生。他们现在计划研究这种代谢切换如何激发干细胞以提高其再生能力。

他们还发现，他们可以用一种模仿ppar效应的分子来治疗老鼠，从而重现禁食的有益效果。“这也非常令人惊讶，”程说。“仅仅激活一种代谢途径就足以逆转某些年龄表型。”

犹他大学医学院的生物化学教授Jared Rutter称这些发现“yabovip2021有趣而重要”。

“这篇论文表明禁食会导致驻留在这个器官中的干细胞的代谢变化，从而改变它们的行为，促进更多的细胞分裂。”在一系列漂亮的实验中，作者们在不禁食的情况下通过引起新陈代谢变化来颠覆系统，并看到了类似的效果，”没有参与这项研究的Rutter说。“这项工作适合于一个快速发展的领域，该领域正在证明营养和新陈代谢对细胞的行为有深远的影响，这可能导致人类疾病。”

研究结果表明，药物治疗可能会刺激再生，而不需要患者快速，这对大多数人来说是困难的。可以从这种治疗中受益的一组是接受化疗的癌症患者，这些患者通常会损害肠道细胞。它也可能受益于体验肠道感染或其他可能损害肠内衬里的其他胃肠障碍的老年人。

研究人员计划探索这种治疗的潜在效果，他们也希望研究禁食是否会影响其他类型组织干细胞的再生能力。

该研究由国家卫生大学研究所，V基金会，Sidney Kimmel Scholar奖，Pew-Stewart信托学者奖，Kathy和Currble癌症研究基金，通过美化麻省理工学院，Koch Institute进行麻省理工学院干细胞倡议边防研究计划通过凯西和科特大理石癌症研究基金，美国老龄化联合会研究，达蒙漫流癌研究基金会，罗伯特黑慈善基金会，一位Koch Institute Ludwig Proddoctoral奖学金，一个Glenn / Afar在Gerontology奖中突破，霍华德休斯医学院。

出版物：Maria M.Mihaylova，等，“禁食激活脂肪酸氧化，以增强肠道干细胞功能，在稳态和老化期间，细胞干细胞，2018;doi: 10.1016 / j.stem.2018.04.001