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Nature | 饥饿后恢复进食通过多胺代谢促进肠道再生和肿瘤发生

BioArt  · 公众号  · 生物  · 2024-09-20 08:45
    

主要观点总结

本文主要探讨了饥饿干预(包括短期饥饿、间歇性饥饿和热量限制)对寿命及组织再生的影响,以及其在成体干细胞(特别是肠道干细胞)活性中的作用。文章介绍了近年来的相关研究进展,包括禁食干预对代谢状态、自噬、DNA修复能力和炎症的改善作用,以及其对组织再生的促进作用。此外,文章还详细阐述了禁食效果因个体差异和禁食模式的不同而有所不同,需要更深入的研究。文章还重点介绍了一项关于饥饿后恢复进食对肠道干细胞(ISC)影响的研究,该研究揭示了新的机制,即“mTORC1–多胺代谢物–蛋白质翻译”轴在增强ISC介导的再生和肿瘤发生中的作用。

关键观点总结

关键观点1: 饥饿干预对寿命及组织再生的影响已形成共识。

近年来的研究表明,禁食干预通过改善代谢状态、激活自噬、提高DNA修复能力和降低炎症等机制来促进组织再生,并延长寿命。然而,禁食效果因个体差异和禁食模式的不同而有所不同。

关键观点2: 成体干细胞在组织再生和肿瘤发生中扮演重要角色。

最新研究发现,饥饿干预通过改变成体干细胞(如肠道干细胞)活性增强组织再生或损伤后的修复,并对肿瘤生长有抑制作用。

关键观点3: 肠道干细胞(ISC)在肠道再生和肿瘤发生中扮演关键角色。

ISC位于肠道隐窝底部,是肠道上皮动态更新的关键。营养或代谢信号如何协调ISC功能和肠道肿瘤发生还需进一步研究。最新研究揭示了饥饿后恢复进食通过调控新的“mTORC1–多胺代谢物–蛋白质翻译”轴来增强ISC介导的再生和肿瘤发生的新机制。

关键观点4: 饥饿后恢复进食通过激活胰岛素–PI3K–AKT–mTORC1信号通路诱导ISC增殖。

研究表明,恢复进食会激活胰岛素–PI3K–AKT–mTORC1信号通路,从而诱导ISC的增殖活性。使用多种抑制剂和小鼠模型的研究进一步证明了mTORC1在恢复进食状态下对ISC增殖和隐窝类器官形成的促进作用。

关键观点5: 恢复进食通过mTORC1依赖性的OAT–鸟氨酸轴促进ISC损伤后的修复。

恢复进食通过激活OAT及其相关代谢途径,促进了肠道中鸟氨酸的产生,增强了ISC的修复能力。鸟氨酸的代谢途径在恢复进食状态下会发生重塑,以促进多胺的合成,从而增强蛋白质的合成和组织修复和再生的能力。

关键观点6: 饥饿后恢复进食会促进肠道肿瘤的形成。

最新研究发现,通过抑制mTORC1或ODC能够阻断恢复进食状态下肿瘤的发生。这提示我们在未来的研究中需要谨慎设计饥饿-恢复进食周期,以避免增加癌症风险。


文章预览

撰文 | 阿童木 经过近一个世纪的探索研究,饥饿干预 (包括短期饥饿、间歇性饥饿和热量限制) 能够延长寿命并增强许多物种的组织再生,已逐渐形成共识 【1】 。近年来的机制研究逐渐探明了 禁食干预通过改善代谢状态、激活自噬、提高DNA修复能力和降低炎症等来促进组织再生,并能够延长寿命 【2,3】 。然而,禁食效果因个体差异和禁食模式的不同而有所不同,需要更深入和广泛的研究以厘清以禁食为代表的饮食干预对健康和寿命的影响。 成体干细胞在组织再生和肿瘤发生中发挥了重要作用,最近研究发现饥饿干预通过改变成体干细胞活性而增强了组织再生或损伤后的修复,并对肿瘤生长有抑制作用 【4,5】 。快速更新的哺乳动物肠道上皮能够通过响应饮食诱导的生理信号,而影响 肠道干细胞 ( ISC ) 活性,进而动态改变肠道组成,这为 ………………………………

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