竞技宝JJB陈雁研究组发现间歇性蛋白限制能够干预糖尿病并保护胰岛β细胞

作者: 2022-01-10 来源:
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  2021年12月31日,竞技宝JJB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。

  除了蛋白质或氨基酸限制的饮食策略,禁食或热量限制长期以来被认为是一种延长寿命和改善代谢健康的有效手段。近年来,许多热量限制的方式如间歇性节食和时间限制性饮食已被广泛用于改善包括糖尿病在内的代谢性疾病。有研究表明,间歇性节食可以有效控制1型和2型糖尿病小鼠的血糖稳态,也有研究揭示了间歇性节食控制血糖稳态是通过促进糖尿病小鼠胰岛β细胞的再生所介导。

  虽然持续的蛋白质或者氨基酸限制以及间歇性节食已被证明可以改善糖尿病,但目前还没有研究探讨间歇性的蛋白限制是否足以干预糖尿病。该项研究探讨了一种间歇性蛋白限制(IPR)的饮食方式,发现IPR可以迅速缓解STZ诱导的1型糖尿病小鼠以及瘦素受体缺陷导致的2型糖尿病小鼠的高血糖血症。针对小鼠胰岛的进一步研究发现IPR可以增加胰岛β细胞数量、促进β细胞增殖、并改善β细胞功能。在外周组织中,IPR可以减少肝脏的糖异生并提高骨骼肌的胰岛素敏感性。与持续性低蛋白饮食相比,IPR对于糖尿病小鼠的肝脏脂肪积累和损伤更轻。此外,通过小鼠胰岛单细胞测序分析发现了IPR可以逆转糖尿病导致的胰岛β细胞数量的减少以及胰岛免疫细胞的浸润。由于IPR这一饮食方式能够有效控制血糖并保护胰岛β细胞,比禁食或热量限制可能更容易被人接受,并避免了持续性蛋白限制的不良作用,故IPR在未来有较大的应用转化潜力。

  竞技宝JJB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,同时也得到了竞技宝JJB公共技术平台和动物平台的支持。

  原文链接:https://doi.org/10.1016/j.scib.2021.12.024


图:间歇性蛋白限制保护糖尿病小鼠胰岛β细胞并且改善糖稳态

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