營養與健康所陳雁研究組發現間歇性蛋白限制能夠幹預糖尿病並保護胰島β細胞

作者: 2022-01-10 來源:
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  2021年12月31日,中國科學院上海营养与健康研究所陈雁研究组在国际学术期刊Science Bulletin在线发表了标题为“Intermittent protein restriction protects islet beta cells and improves glucose homeostasis in diabetic mice”的研究成果。该研究发现间歇性蛋白限制可以保护糖尿病小鼠的胰岛β细胞并改善血糖稳态。

  糖尿病,尤其是2型糖尿病,已然成为 21 世纪人类面临的最大的健康挑战之一。2型糖尿病往往是由不健康的生活方式以及摄入大量高能量密度食物所导致,因此世界各国科学家提出了多种糖尿病干预策略,重点集中在改变生活方式和饮食结构。例如,强调植物性食物并减少动物性食物的地中海饮食已广泛用于2型糖尿病的管理。最近一项探索三种常量营养素比例(即蛋白质、脂肪和碳水化合物)对小鼠健康影响的研究发现,减少蛋白质摄入对于改善代谢健康和寿命至关重要。多个研究也发现减少蛋白质摄入是延长寿命和改善代谢健康的一个重要因素,另有一些研究也发现限制某些关键的氨基酸如蛋氨酸或亮氨酸也可以改善葡萄糖稳态。

  除了蛋白質或氨基酸限制的飲食策略,禁食或熱量限制長期以來被認爲是一種延長壽命和改善代謝健康的有效手段。近年來,許多熱量限制的方式如間歇性節食和時間限制性飲食已被廣泛用于改善包括糖尿病在內的代謝性疾病。有研究表明,間歇性節食可以有效控制1型和2型糖尿病小鼠的血糖穩態,也有研究揭示了間歇性節食控制血糖穩態是通過促進糖尿病小鼠胰島β細胞的再生所介導。

  雖然持續的蛋白質或者氨基酸限制以及間歇性節食已被證明可以改善糖尿病,但目前還沒有研究探討間歇性的蛋白限制是否足以幹預糖尿病。該項研究探討了一種間歇性蛋白限制(IPR)的飲食方式,發現IPR可以迅速緩解STZ誘導的1型糖尿病小鼠以及瘦素受體缺陷導致的2型糖尿病小鼠的高血糖血症。針對小鼠胰島的進一步研究發現IPR可以增加胰島β細胞數量、促進β細胞增殖、並改善β細胞功能。在外周組織中,IPR可以減少肝髒的糖異生並提高骨骼肌的胰島素敏感性。與持續性低蛋白飲食相比,IPR對于糖尿病小鼠的肝髒脂肪積累和損傷更輕。此外,通過小鼠胰島單細胞測序分析發現了IPR可以逆轉糖尿病導致的胰島β細胞數量的減少以及胰島免疫細胞的浸潤。由于IPR這一飲食方式能夠有效控制血糖並保護胰島β細胞,比禁食或熱量限制可能更容易被人接受,並避免了持續性蛋白限制的不良作用,故IPR在未來有較大的應用轉化潛力。

  中國科學院上海营养与健康研究所陈雁研究员为该论文的通讯作者,博士研究生韦思颖、李晨晨为该论文共同第一作者。该项工作得到了科技部、国家自然科学基金委员会等经费的资助,同时也得到了中國科學院上海营养与健康研究所公共技术平台和动物平台的支持。

  原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.scib.2021.12.024


圖:間歇性蛋白限制保護糖尿病小鼠胰島β細胞並且改善糖穩態

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