禁食如何影响肌肉干细胞？Cell子刊揭示“双刃剑”效应 | 热心肠日报

今天是第2178期日报。

Cell子刊：禁食的生酮作用如何影响肌肉干细胞？

Cell Metabolism[IF:27.287]

① 禁食使小鼠肌肉修复出现延迟，且该作用在恢复进食后还会持续几天；② 这是因为禁食的生酮作用使肌肉干细胞（MuSC）进入一种深度静止（DQ）状态，其特点为细胞活化延迟，但抗逆性增强（面对多种应激时，细胞生存力提高）；③ 生酮饮食和补充酮体也有相同作用，在细胞实验中β-羟基丁酸（BHB，一种酮体）可直接诱导MuSC进入DQ状态；④ 机制上，BHB通过抑制HDAC1，来促进p53的乙酰化和活化，进而驱动MuSC进入DQ状态。

Fasting induces a highly resilient deep quiescent state in muscle stem cells via ketone body signaling
05-17, doi: 10.1016/j.cmet.2022.04.012

【主编评语】禁食可调节干细胞功能和组织修复。Cell Metabolism发表的一项最新研究发现，禁食产生的酮体可通过HDAC1-p53轴，诱导小鼠的肌肉干细胞进入一种深度静止状态。这虽然不利于肌肉损伤后的修复，但能增强肌肉干细胞的抗逆性和恢复力，从而有助于长期的肌肉组织维持。（@mildbreeze）

Nature子刊：限制饮食蛋白质帮助雄鼠延寿+改善代谢，锁定关键激素

Nature Communications[IF:14.919]

① 雄性C57BL/6J小鼠中，蛋白质限制（PR）可延长寿命并降低虚弱，改善体能及糖耐量，改变血清、肝脏和脂肪组织中各种代谢标记物；② 在中年开始PR，其有益影响可重现，还可防止衰老过程中由饮食诱导的肥胖产生的有害影响；③ 几乎所有这些PR诱导的有益作用都依赖于肝脏衍生激素FGF21；④ 在FGF21-KO小鼠中检测不到PR最初是良性的，但最终会导致FGF21-KO小鼠比对照组更早死亡；⑤ 机制上，在PR过程中，循环中FGF21的增加介导了寿命延长和健康改善。

FGF21 is required for protein restriction to extend lifespan and improve metabolic health in male mice
04-07, doi: 10.1038/s41467-022-29499-8

【主编评语】蛋白质限制（PR）是指在没有能量限制情况下的一种饮食限制手段，它改善了多种动物的健康指标并延长了寿命。多项研究表明，限制蛋白质或氨基酸可能会涉及改善新陈代谢和延长寿命的机制，但仍需深入探究。近日，研究人员在Nature communication发表最新研究，发现对雄性C57BL/6J小鼠限制饮食蛋白质摄入量，对肥胖、葡萄糖稳态、体能和代谢健康均产生了有益影响，这些影响最终会降低虚弱并延长寿命，进一步探究发现肝脏衍生激素FGF21在这种饮食干预的抗衰老效果中发挥着关键作用。总之，该研究表明在限制饮食蛋白质的过程中，循环中FGF21的增加介导了寿命延长和健康改善，这对推动哺乳动物在限制饮食蛋白质的情况下延长寿命具有重要意义。（@九卿臣）

国内团队Cell子刊：少吃延长小鼠寿命，饥饿信号或是关键？

Cell Reports[IF:9.423]

① 限制热量摄入的饮食干预中，热量限制（CR）旨在减少食物量，而热量稀释（CD）则是随意吃含不可消化成分的低热量密度食物；② 小鼠对等热量的CR和CD有不同的生理和行为反应：与CD相比，CR小鼠的脂肪减少较少、能量消耗更低、换气比值更高，也更饥饿；③ 下丘脑基因表达谱也表明，与CD相比，CR引起了多个饥饿相关基因的上调；④ 鉴于此前研究表明CD没有产生与CR相同的延寿效应，这些发现支持CR引发的饥饿感可能是介导CR益处的一个关键因素。

Calorie restriction and calorie dilution have different impacts on body fat, metabolism, behavior, and hypothalamic gene expression
05-17, doi: 10.1016/j.celrep.2022.110835

【主编评语】中科院深圳先进院John R. Speakman团队，在Cell Reports发表的一项最新研究，对比了热量限制和热量稀释两种减少热量摄入的饮食干预方法对小鼠生理、行为和下丘脑基因表达的影响差异，提示饥饿信号可能是热量限制延寿作用的一个关键介导因素。（@mildbreeze）

成年人肠道菌群中的双歧杆菌（观点）

Trends in Microbiology[IF:17.079]

① 内源性菌种对健康有重要意义，相比于生命早期，已知的内源性双歧杆菌物种在成年期的应用有限；② 长双歧杆菌、青春双歧杆菌和假小链双歧杆菌在成人肠道普遍存在，其代谢适应宿主饮食中的特定碳水化合物成分，且具有与肠菌和宿主互作相关的特征；③ 碳水化合物是双歧杆菌定植宿主的一个重要因素，代谢多样性可解释不同种/株对宿主肠菌的适应、整合和互作差异；④ 抗生素或排除饮食后的双歧杆菌耗竭，可为了解如何重建双歧杆菌提供途径。

Insights into endogenous Bifidobacterium species in the human gut microbiota during adulthood
05-13, doi: 10.1016/j.tim.2022.04.004

【主编评语】很多研究都揭示了双歧杆菌作为在生命早期定植肠菌的有益作用，但关于双歧杆菌对成人健康的影响，目前的研究还比较少。Trends in Microbiology发表的这篇观点文章围绕这一问题展开探讨，推荐专业人士关注。（@mildbreeze）

Cell子刊：研究小鼠肠道菌群，饲养密度仍需慎重考虑？

Cell Reports[IF:9.423]

① 肠道菌群对宿主健康至关重要，但小鼠同笼效应的食粪行为却掩盖了微生物组的治疗效果；② 通过C57小鼠探究饲养密度（2、4只/笼）对可检测抗生素（恩诺沙星、广谱抗生素）驱动的微生物组效应的影响；③ 在0、1和4周收集粪便及空肠和盲肠内容物，评估笼内/间的菌群丰富性、多样性和变异性；④ 发现尽管易感性相当，但降低饲养密度可减少同笼效应，并提高检测肠道菌群治疗效果的统计能力；⑤ 空肠和盲肠菌群也发现检测治疗效果的能力增强。

Reduced housing density improves statistical power of murine gut microbiota studies
05-10, doi: 10.1016/j.celrep.2022.110783

【主编评语】通过小鼠研究评估微生物组内的差异对于了解其对人类健康和疾病易感性的影响至关重要，但小鼠同笼效应的食粪行为一定程度上掩盖了微生物组的治疗效果。虽然单独饲养的老鼠会完全消除同笼效应，但老鼠是群居动物，动物福利方面的考虑排除了单独饲养老鼠的可能性，除非有强有力的科学依据。近日，研究人员在Cell Reports发表了最新研究，通过降低小鼠饲养密度（2、4只/笼）来探究抗生素（恩诺沙星、广谱抗生素）对菌群效应的影响，进而评估笼内/间的菌群丰富性及多样性，发现降低饲养密度可减少同笼效应，提高检测肠道菌群治疗效果的统计能力。总之，该研究为未来动物实验设计提供了新指导和见解，值得相关人员尝试。（@九卿臣）

Nature Reviews：艰难梭菌感染周期中的肠道环境

Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology[IF:46.802]

① 艰难梭菌感染带来了巨大的医疗负担，不仅发生在院内环境，也存在于社区环境中；② 艰难梭菌进化出多种独特的生存机制以促进其肠道定植，包括出芽、适应不同的肠道环境以及产孢和毒素等；③ 微生物之间以及微生物与宿主间的互作共同抑制艰难梭菌在肠道定植，包括抗菌肽、噬菌体、胆汁酸代谢、短链脂肪酸、营养竞争以及营养免疫等；④ 未来应针对艰难梭菌与肠道环境间的相互作用，开发基于精准医学的治疗艰难梭菌感染的新方案。

Capturing the environment of the Clostridioides difficile infection cycle
04-25, doi: 10.1038/s41575-022-00610-0

【主编评语】Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology近期发表了综述文章，聚焦了艰难梭菌在感染周期中的生理、生存和对肠道环境的适应，介绍了其与宿主以及其他肠道微生物之间的相互作用。（@mildbreeze）

脂质代谢和肠道乳糜微粒生产中nNOS的新作用

Diabetes[IF:9.461]

① 对野生型（WT）、神经元一氧化氮合酶敲除（nNOS -/-）小鼠及叙利亚金仓鼠进行十二指肠内注射及口服脂肪处理；② 研究nNOS介导的NO生成在脂质摄取和乳糜微粒形成中的作用；③ 通过胰高血糖素样肽-2（GLP-2）给药，造成WT而非nNOS -/-小鼠餐后脂质积累和循环载脂蛋白B48水平显著增加；④ 在仓鼠和WT小鼠中，GLP-2的效应也可通过nNOS抑制剂或蛋白激酶G（PKG）抑制剂抵消；⑤ 因此GLP-2通过nNOS-PKG途径介导膳食脂肪的吸收和肠道乳糜微粒的产生。

GLP-2 Regulation of Dietary Fat Absorption and Intestinal Chylomicron Production via Neuronal Nitric Oxide Synthase (nNOS) Signaling
05-27, doi: 10.2337/db21-1053

【主编评语】餐后血脂异常通常与胰岛素抗性、肥胖和二型糖尿病等代谢疾病相关，特点是肠道乳糜微粒生产过剩导致循环中致动脉粥样硬化乳糜微粒残留物过多。Diabetes最新发表的文章对神经元一氧化氮合酶nNOS-NO介导的脂质代谢和乳糜微粒形成进行了进一步的挖掘，发现了新的调节通路和信号因子。（@solo）

华中科大：血清类胡萝卜素水平与T2D患者心血管疾病死亡呈正相关

Diabetes Care[IF:19.112]

① 从NHANES中筛选出3107名二型糖尿病患者纳入研究，通过平均14年的随访分析了血清胡萝卜素浓度与罹患心血管死亡的关系；② 经多因素调整，发现血清β-胡萝卜素浓度与罹患心血管死亡呈显著正相关，并呈剂量依赖性，血清β-胡萝卜素的自然对数每增加1个单位，心血管死亡风险增加46 % ；③ α-胡萝卜素、 β-隐黄质、番茄红素和叶黄素 /玉米黄质与心血管死亡风险无明显关联；④ 按年龄、性别、种族、BMI、吸烟、糖尿病史和HbA1c分层结果一致。

Associations of Serum Carotenoids With Risk of Cardiovascular Mortality Among Individuals With Type 2 Diabetes: Results From NHANES
05-03, doi: 10.2337/dc21-2371

【主编评语】通常认为类胡萝卜素具有较好的抗氧化活性，但也有研究报告发现类胡萝卜素在某些条件下可能具有促氧化作用。2型糖尿病（T2D）已经成为影响人类健康的主要问题之一。但是，类胡萝卜素对T2D患者罹患心血管疾病死亡的影响目前尚不清楚。近期国内华中科技大学刘刚教授团队在Diabetes Care上发表了其课题组针对这一科学问题的前瞻性研究，结果发现血清中β类胡萝卜素水平与T2D罹患心血管疾病死亡风险呈剂量性正相关，其他类型的类胡萝卜素未发现与心血管疾病存在相关性。（@Zhonghua）

南京医科大学团队建立前瞻性多组学纵向原发高血压队列eHypertension

iMeta[IF:N/A]

① 作者基于江苏多家医院及社区卫生服务中心，创建了前瞻性多组学纵向原发高血压队列eHypertension；② 研究高血压的发病机制及潜在临床结局，并通过开展主流降压药随机干预试验探索指导高血压精准用药的方法；③ eHypertension计划从多个中心纳入2000名原发高血压患者及500名健康对照，并系统采集表型组、环境暴露组、肠道菌群、基因组、代谢组等多位组学数据；④ eHypertension将从多维组学大数据角度深入探索高血压的发生机制以及精准用药。

eHypertension: A prospective longitudinal multi-omics essential hypertension cohort
04-18, doi: 10.1002/imt2.22

【主编评语】南京医科大学孔祥清、陈连民与团队在iMeta发表文章，报道了前瞻性多组学纵向原发高血压队列eHypertension的创建，该队列主要目的是从多组学角度研究高血压的病因学和相对应临床结局。eHypertension队列将作为研究高血压病因学及危害的独特资源，eHypertension队列研究将有助于开发指导降压药精准用药的方法，作者相信该队列如此丰富和纵深的研究对象表型数据集将有助于研究许多与高血压相关的科学问题。（@刘永鑫-中科院-宏基因组）

感谢本期日报的创作者：mildbreeze，九卿臣，周梦情，往、昔℡，圆圈儿，Rustypotatis，刘永鑫-中科院-宏基因组