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    Nature:間歇性禁食竟可促進神經損傷愈合

    在一項新的研究中,來自英國帝國理工學院的研究人員發現間歇性禁食改變了小鼠的腸道細菌活動,增加了它們從神經損傷中恢復的能力。相關研究結果于2022年6月22日在線發表在Nature期刊上,論文標題為“The gut metabolite indole-3 propionate promotes nerve regeneration and repair”。

    這些作者觀察到間歇性禁食如何導致腸道細菌增加一種稱為3-吲哚丙酸(3-Indolepropionic acid, IPA)的代謝物的產生。這種代謝物是稱為軸突的神經纖維再生所需要的,而軸突是神經細胞末端的線狀結構,向身體的其他細胞發出電化學信號。

    這種新的機制是在小鼠身上發現的,并希望在未來的任何人體臨床試驗中也能得到證實。這些作者表示產生IPA的腸道細菌,即產芽孢梭菌(Clostridium sporogenesis),在人類和小鼠的腸道中自然存在,而且IPA也存在于人類的血液中。

    論文通訊作者、帝國理工學院腦科學系Simone Di Giovanni教授說,“目前除了手術重建之外,沒有任何治療神經損傷的方法,而手術重建只對一小部分病例有效,這促使我們研究生活方式的改變是否可以有助于恢復。其他研究之前已將間歇性禁食與傷口修復和新神經元的生長聯系在一起---但我們的研究是第一項明確解釋禁食如何有助于治愈神經損傷的研究?!?

    禁食作為一種潛在的治療方法

    這項新的研究評估了坐骨神經被壓碎的小鼠的神經再生情況,其中在小鼠中,坐骨神經是從脊柱到腿部的最長神經。一半的小鼠經歷了間歇性禁食(喜歡吃多少就吃多少,然后隔天不吃任何東西),而另一半則是自由進食,完全沒有限制。不論是間歇性禁食還是自由進食在手術前持續了10天或30天,并在坐骨神經被切斷后24至72小時內監測這些小鼠的恢復。

    這些作者對重新生長的軸突長度進行了測量,間歇性禁食的小鼠的軸突長度大約增加了50%。Di Giovanni教授說,“我認為這項新研究的力量在于它開辟了一個全新的領域,我們必須思考:這是冰山一角嗎?是否會有其他細菌或細菌的代謝物能夠促進修復?”

    揭示了代謝聯系

    這些作者還研究了間歇性禁食如何導致這種神經再生。他們發現,在間歇性禁食的小鼠血液中,包括IPA在內的特定代謝物的水平明顯更高。

    為了證實IPA是否導致了神經修復,小鼠被用抗生素處理,以清除它們腸道中的任何細菌。然后給它們提供經基因修飾后可以或不可以產生IPA的產芽孢梭菌菌株。Di Giovanni教授說,“當這些細菌不能產生IPA,而且血清中幾乎沒有IPA時,再生受到損害。這表明這些細菌產生的IPA具有治愈和再生受損神經的能力?!敝匾氖?,當在給坐骨神經損傷的小鼠后口服IPA時,在損傷后兩到三周內觀察到再生和增加的恢復。

    間歇性禁食促進軸突再生和DRG軸突生長。圖片來自Nature, 2022, doi:10.1038/s41586-022-04884-x。

    這項新研究的下一階段將在小鼠脊髓損傷中測試這一機制,以及測試是否更頻繁地給送IPA能最大化它的療效。Di Giovanni教授說,“我們現在的目標之一是系統地研究細菌代謝物療法的作用?!?

    還需要開展更多的研究來探究人類禁食后IPA是否增加,以及IPA和間歇性禁食作為一種潛在的治療方法在人們身上的功效。他說,“我們還沒有充分探討的一個問題是,由于IPA在血液中的高濃度持續時間為4到6個小時,全天反復給送它或將它添加到正常飲食中是否有助于最大化它的治療效果?”

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