禁食会导致肝细胞分裂

成人肝脏中的细胞被认为很少分裂。但斯坦福大学医学研究人员领导的一项研究发现，间歇性禁食会导致细胞快速分裂。

　　

斯坦福大学医学院的研究人员领导的一项研究质疑了长期以来认为成人肝细胞很少分裂的观点。

斯坦福医学研究人员领导的一项研究表明，间歇性禁食——长时间不吃东西——会刺激实验室小鼠的肝细胞迅速分裂。这一发现挑战了长期以来的观点，即成人肝脏中的细胞很少分裂，即使分裂，也主要是为了修复器官损伤。这也是第一个显示饮食对肝细胞生物学有直接影响的研究。

发育生物学教授Roeland Nusse博士说:“成人肝脏最重要的特征之一是它在细胞周转方面相当稳定。但我们发现，经过几次24小时的禁食，然后再进食，肝脏细胞的周转率会急剧上升。有趣的是，这种类型的饮食反映了野生动物和早期人类的自然饮食，在农业发展之前，那是食物稀缺或缺乏的时期。”

目前尚不清楚增加的细胞复制对动物的健康有什么影响(如果有的话)。但这一发现意味着，肝脏生物学对饮食变化的反应比以前认为的更有活力，而且它提出了其他饮食如何影响其生物学的问题。

Nusse是人类生物学的Reed-Hodgson教授和癌症研究的Virginia和Daniel K. Ludwig教授，是这项研究的资深作者，该研究于1月31日在线发表在eLife上。前博士后学者Abby Sarkar博士是这项研究的第一作者。

肝脏的作用

肝脏是人体最大的器官之一，成年人的肝脏重约3磅，约占体重的2%。在小鼠中，它占体重的近5%。肝脏将血液中的毒素排出体外，并将我们吃下的食物转化为身体可以吸收的营养物质。

Nusse说:“Abby Sarkar想知道，当动物的饮食改变时，像肝脏这样参与消化的器官是否会表现出不同的细胞分裂或更替模式。”

实验室的小鼠通常在任何时候都可以无限地获得食物。但在这些实验中，Sarkar先不让动物进食24小时，然后让它们自由进食24小时，然后再进行24小时的禁食。然后，她分析了间歇性禁食一周和三周后动物肝脏中的细胞分裂情况，并将其与正常喂食的动物进行了比较。

Nusse说:“我们发现，在重新喂食开始后不久，肝脏细胞的周转急剧上升。与喂食标准饮食的动物相比，新细胞要多得多。这非常令人兴奋。”

肝脏在新陈代谢中的作用意味着肝脏和身体重量的比例必须保持恒定，才能使器官有效地工作。这就是为什么如果肝脏的一部分因受伤或手术而被切除，它会重新生长到正常大小的原因。

Sarkar发现，她观察到的细胞分裂是由研究动物在间歇性禁食一周后肝脏与体重的比例下降引起的。她还了解到，大多数细胞分裂局限于靠近器官中央静脉的肝细胞。

进一步的研究发现了两种负责在禁食动物中保持适当肝脏大小的分子途径。一种是生长因子，称为成纤维细胞生长因子(FGF)，由肠道产生并在全身传播;另一种是一种叫做Wnts的蛋白质家族，它对胚胎发育以及许多组织的生长和维持至关重要。Wnt蛋白由中央静脉的内皮细胞分泌，但与FGF不同的是，它们只能传播很短的距离。这两种信号在靠近中央静脉的肝细胞上重叠，称为中心周肝细胞，以刺激它们在禁食后的分裂。

“有趣的是，间歇性禁食不影响Wnt通路，”Nusse说，他在1982年发现了第一个Wnt蛋白，“但FGF的产生会。间歇性禁食或食物供应的其他变化会刺激FGF的产生，FGF会循环到肝脏。它将肝细胞从静止状态中唤醒，然后Wnt蛋白给靠近中央静脉的细胞分裂的信号。”

接下来，Sarkar在经过基因改造的小鼠身上测试了间歇性禁食的效果，这些小鼠对FGF信号或Wnt信号都没有反应。在研究的那个阶段，“间歇性禁食的影响减弱了，”Nusse说。“细胞或多或少失去了分裂的能力。这有力地表明，你需要这两种信号通路才能看到禁食对细胞复制的影响。”

研究人员不知道由于禁食而增加的肝脏细胞增殖是否对健康有益。但这是对饮食变化如何影响人体最大器官之一的有趣观察。他们现在计划将研究扩展到其他类型的饮食，包括生酮饮食或高脂肪饮食。

“我不建议人们开始间歇性禁食来改善他们的肝脏健康，”Nusse说。“但这是一个令人兴奋的观察结果——它表明，肝脏是一个缓慢翻转的组织的观点应该持保留态度。”

Chan-Zuckerberg生物中心的研究人员也为这项工作做出了贡献。