间歇性禁食防变傻 ！Nature Communications 揭示间歇性禁食预防糖尿病脑损伤机制

今日，Nature Communications 杂志在线刊发了一项糖尿病饮食调节相关研究成果，深圳华大农业应用研究院与西北农林科技大学联合国际多家科研机构，首次发现特定频次的禁食方案可通过调控肠道菌群代谢产物来改善糖尿病患者的认知与行为障碍，构建出禁食方案——肠道菌群——代谢产物——脑认知功能与行为障碍改善的肠脑轴作用关系，为糖尿病相关认知障碍的生理病理研究与治疗提供了全新的思路。

糖尿病是一组以高血糖为特征的代谢性疾病，由胰岛素的分泌或代谢障碍引发。糖尿病的高血糖特性本身不可怕，但其并发症复杂，致残致死率高，还可能诱发阿尔兹海默症等神经退行性疾病，极大影响了患者及家人的生活质量。国际糖尿病联盟官网数据显示，截至当前，全球成年糖尿病患者数量已远超4亿，其发病率还在一路攀升。中国更是糖尿病发病大国，患病人数已达1.1亿。

图源：国际糖尿病联盟  

针对糖尿病，行之有效的治疗与干预方案众多。其中，间歇性禁食近年来成为越来越流行的控糖饮食模式。间歇性禁食指的是，进食不按以往一日三餐的规律，而是对进食时间进行限制。常见的间歇性禁食模式有限制时间饮食（每日14~16小时禁食）、隔天禁食、“5+2”禁食、模拟禁食等。大量研究表明，间歇性禁食对防治慢性代谢性疾病、改善衰老相关健康问题有潜在作用，但机制尚不明确。

在该项成果中，研究人员针对间歇性禁食的二型糖尿病小鼠，采用肠道宏基因组、血浆代谢组、脑转录组等多组学与动物行为测试相结合的研究方法，首次揭示间歇性禁食对脑认知功能障碍发挥保护作用的机制之一可能是，禁食改变了肠道菌群的结构与代谢物的产生，进而影响了宿主脑部线粒体功能和突触结构，最终对大脑认知损伤障碍发挥预防性保护作用。

主要研究思路与成果展示

1	构建糖尿病小鼠模型，动物行为测试发现间歇性禁食可显著提升小鼠认知功能，其它糖尿病症状也显著改善；
2	肠道宏基因组研究，发现间歇性禁食小鼠的肠道微生物结构和丰度呈现显著特异性；
3	脑转录组研究，发现间歇性禁食小鼠脑内关于能量代谢的转录过程被全面“激活”；
4	血浆代谢组研究，发现间歇性禁食小鼠血液中特定代谢物水平与肠道菌群相关；
5	粪便代谢物研究，发现间歇性禁食小鼠粪便中有保护肠道屏障功能和调节胰岛素敏感性的短链脂肪酸等小分子代谢物；
6	脑神经调节相关基因、肠道宏基因组、菌群关键代谢物相关基因共表达研究，锁定与脑线粒体、能量代谢显著相关的特定肠道菌属及菌群代谢产物；
7	验证实验：去除糖尿病小鼠的肠道菌群，间歇性禁食小鼠粪便样本中指征上述相关性的短链脂肪酸、3-吲哚丙酸等小分子代谢物消失，间歇性禁食方案对宿主认知功能的保护作用也消失。

至此，该研究团队通过严谨的实验设计与精细的数据分析，解释了肠道菌群通过特定代谢产物影响宿主脑线粒体功能和神经细胞活动，从而对宿主认知功能损伤进行保护的机制。基于该项研究成果，由代晓霜博士负责的深圳华大农业应用研究院营养团队还研发出一套适合高血糖人群食用的5+2轻断食营养包。论文高级作者之一农业研究院院长赵山岑强调，只有将科研成果快速进行应用转化，才能让科技发挥效益，真正惠民！

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-020-14676-4

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  撰稿：代晓霜博士

  编辑：李瑜琪

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