在一项新的研究中，来自英国帝国理工学院的研究人员发现间歇性禁食改变了小鼠的肠道细菌活动，增加了它们从神经损伤中恢复的能力。相关研究结果于 2022 年 6 月 22 日在线发表在 Nature 期刊上，论文标题为 “The gut metabolite indole-3 propionate promotes nerve regeneration and repair”。
这些作者观察到间歇性禁食如何导致肠道细菌增加一种称为 3 – 吲哚丙酸（3-Indolepropionic acid, IPA）的代谢物的产生。这种代谢物是称为轴突的神经纤维再生所需要的，而轴突是神经细胞末端的线状结构，向身体的其他细胞发出电化学信号。
这种新的机制是在小鼠身上发现的，并希望在未来的任何人体临床试验中也能得到证实。这些作者表示产生 IPA 的肠道细菌，即产芽孢梭菌（Clostridium sporogenesis），在人类和小鼠的肠道中自然存在，而且 IPA 也存在于人类的血液中。
论文通讯作者、帝国理工学院脑科学系 Simone Di Giovanni 教授说，“目前除了手术重建之外，没有任何治疗神经损伤的方法，而手术重建只对一小部分病例有效，这促使我们研究生活方式的改变是否可以有助于恢复。其他研究之前已将间歇性禁食与伤口修复和新神经元的生长联系在一起 — 但我们的研究是第一项明确解释禁食如何有助于治愈神经损伤的研究。”
禁食作为一种潜在的治疗方法
这项新的研究评估了坐骨神经被压碎的小鼠的神经再生情况，其中在小鼠中，坐骨神经是从脊柱到腿部的最长神经。一半的小鼠经历了间歇性禁食（喜欢吃多少就吃多少，然后隔天不吃任何东西），而另一半则是自由进食，完全没有限制。不论是间歇性禁食还是自由进食在手术前持续了 10 天或 30 天，并在坐骨神经被切断后 24 至 72 小时内监测这些小鼠的恢复。
这些作者对重新生长的轴突长度进行了测量，间歇性禁食的小鼠的轴突长度大约增加了 50%。Di Giovanni 教授说，“我认为这项新研究的力量在于它开辟了一个全新的领域，我们必须思考：这是冰山一角吗？是否会有其他细菌或细菌的代谢物能够促进修复？”
揭示了代谢联系
这些作者还研究了间歇性禁食如何导致这种神经再生。他们发现，在间歇性禁食的小鼠血液中，包括 IPA 在内的特定代谢物的水平明显更高。
为了证实 IPA 是否导致了神经修复，小鼠被用抗生素处理，以清除它们肠道中的任何细菌。然后给它们提供经基因修饰后可以或不可以产生 IPA 的产芽孢梭菌菌株。Di Giovanni 教授说，“当这些细菌不能产生 IPA，而且血清中几乎没有 IPA 时，再生受到损害。这表明这些细菌产生的 IPA 具有治愈和再生受损神经的能力。” 重要的是，当在给坐骨神经损伤的小鼠后口服 IPA 时，在损伤后两到三周内观察到再生和增加的恢复。
间歇性禁食促进轴突再生和 DRG 轴突生长。图片来自 Nature, 2022, doi:10.1038/s41586-022-04884-x。
这项新研究的下一阶段将在小鼠脊髓损伤中测试这一机制，以及测试是否更频繁地给送 IPA 能最大化它的疗效。Di Giovanni 教授说，“我们现在的目标之一是系统地研究细菌代谢物疗法的作用。”
还需要开展更多的研究来探究人类禁食后 IPA 是否增加，以及 IPA 和间歇性禁食作为一种潜在的治疗方法在人们身上的功效。他说，“我们还没有充分探讨的一个问题是，由于 IPA 在血液中的高浓度持续时间为 4 到 6 个小时，全天反复给送它或将它添加到正常饮食中是否有助于最大化它的治疗效果？”
参考资料：
Elisabeth Serger et al. The gut metabolite indole-3 propionate promotes nerve regeneration and repair. Nature, 2022, doi:10.1038/s41586-022-04884-x.
来自：
更多阅读：
