间歇性禁食减轻衰老对肠道干细胞功能的影响

Intermittent Fasting Reduces Effects of Aging on Intestinal Stem Cell Function - News - LONGECITY

人体组织由特定的干细胞群支持，这些干细胞位于被称为干细胞生态位的支持性辅助细胞结构中。干细胞的主要功能是提供子代体细胞以替换损失的细胞，同时它们也提供影响细胞行为的信号。所有组织都经历缓慢的细胞更替，因为体细胞的复制次数有限。端粒是染色体末端重复的DNA序列，在每次细胞分裂时缩短。当端粒变得过短时，细胞达到所谓的海弗里克极限，要么变成衰老状态并被免疫系统清除，要么经历程序性细胞死亡。干细胞可以通过端粒酶表达维持长端粒，因此由干细胞产生的替换体细胞也具有长端粒，重新开始倒计时。

在今日的开放获取论文中，研究人员探究了禁食对肠道组织支持干细胞群的影响。间歇性禁食在动物研究中已被充分证实能延缓衰老，且在短寿物种中的效果比长寿物种更为显著。所有减少热量摄入的策略都会诱导有益反应，从而改善新陈代谢和长期健康，前提是提供充足营养以避免陷入饥饿状态。干细胞功能是这些策略改善的众多指标之一。通常，干细胞功能随年龄增长而衰退，原因复杂且尚未完全阐明，涉及衰老的多种已知根本原因。降低热量摄入能有效延缓这一衰退过程。

衰老过程与细胞、组织和器官功能下降相关，导致一系列健康问题。越来越多的证据表明，饮食限制能够抵消年龄依赖性效应，改善整个生物体的健康和寿命，但关于衰老和营养对生物体单个器官的影响仍知之甚少。

在本研究中，我们以极短寿的衰老模型系统——非洲 turquoise killifish（佛氏非洲鳉鱼，Nothobranchius furzeri）为对象，追踪其整个生命周期的肠道变化。我们研究了年龄和营养对肠道组织的保护作用，涵盖相当于人类新生儿期、青春期、成年期和老年期的阶段，并整合了形态学测量、组织学和转录组学分析。

肠道黏膜特征表现为褶皱及褶皱间区域，肠道干细胞即定位于此。干细胞以簇状形式存在，其细胞周期时间随年龄增长而延长。我们还观察到肠道长度和体积随年龄增长而减少。年龄依赖性转录组分析揭示，外周生物钟基因和干细胞生态位标记物的表达发生显著变化。

值得注意的是，在成年期实施间歇性禁食后，多数基因在老年期仍能维持成年期的表达水平。因此，我们的研究结果证明，肠道组织结构稳态的衰退与干细胞活性下降相关，而这一衰退可通过间歇性禁食得到逆转。鉴于鳉鱼肠道黏膜与哺乳动物相似，本研究结果可推广至普遍肠道生物学研究。

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