近些年來，間歇性禁食療法已被證明可以減肥並提高認知能力，並在嚙齒類動物、靈長類動物以及人類中發現可以促進代謝和信號通路，以及在衰老過程中引起廣泛的健康改善。不僅如此，間歇性禁食的更多有益影響正在被不斷揭開。
2022年6月22日，發表在《Nature》上的一項新研究中，來自倫敦帝國理工學院的研究團隊發現，間歇性禁食通過一種意想不到的機制改變小鼠的腸道細菌活性，從而加速動物從神經損傷中恢復的能力。
外周神經系統的損傷發生率非常高，通常會導致長期的神經功能障礙。目前，除手術重建外沒有其他有效的治療選擇，而手術也僅對一小部分患者有效。由於軸突再生效率低、速度慢，損傷往往會導致感覺、運動和自主神經功能的部分或全部喪失。因此，需要加速軸突再生以提高受傷後的功能恢復。然而，目前科學家們對這一過程的細胞和分子機制仍未能完全了解。因此阻礙了開發有效的臨床治療方法。
最近，一些研究發現，間歇性禁食療法可以加快神經損傷後的傷口修復、神經元發芽和功能恢復，以及增加突觸可塑性和神經發生，並證明該過程與軸突再生共享部分分子機制。
在這項新研究中，研究人員研究了坐骨神經受損小鼠的神經再生。在切斷神經前，一組小鼠「遵循」隔日禁食的間歇性禁食策略，即第一天隨心所欲地吃，第二天禁食，然後重複這一過程10天；另一組小鼠作為對照組可以自由進食，沒有任何限制。然後，研究人員在小鼠神經切斷後24至72小時監測其恢復情況。
當他們對動物再生的軸突長度進行測量時發現，與對照組小鼠相比，10天間歇性禁食的小鼠再生軸突長度大約多出了50%。軸突是神經細胞末端的絲狀結構，它向體內其他細胞發出電化學信號。
禁食是如何導致軸突這般顯著增長？研究人員進一步觀察到，間歇性禁食組小鼠的血液中3-吲哚丙酸（IPA）的含量明顯更高。IPA是腸道細菌生孢梭菌（Clostridium sporogenes）的代謝產物，它對於軸突再生至關重要。
為了證實IPA有助於神經修復，研究人員隨後對小鼠進行抗生素萬古黴素治療，以清除它們的腸道菌群，然後給小鼠移植能產生IPA的C.sporogenes菌株或經基因修飾後不能產生IPA的C.sporogenes菌株。
研究人員發現，當這些細菌不能產生IPA並且血清中幾乎沒有IPA時，神經再生就會受阻。這表明這些細菌產生的IPA具有治癒和再生受損神經的能力。
值得一提的是，當坐骨神經損傷小鼠口服IPA時，研究人員觀察到，在損傷發生後兩到三周內小鼠神經再生，並加速感覺功能的恢復。
通過坐骨背根神經節的RNA測序分析表明，中性粒細胞趨化性在IPA依賴性再生表型中發揮作用，這一點通過抑制中性粒細胞趨化性得到了證實。
這種新機制雖然是在小鼠中發現的，但在人類腸道也天然存在能產生IPA的細菌，並且IPA也存在於人類血液中。該團隊希望這項研究在將來的人體試驗中能得到複製。
總之，該研究結果證明了間歇性禁食誘導的微生物組衍生的代謝物（3-吲哚丙酸）通過免疫介導機制促進感覺軸突再生和功能恢復的能力。
該研究通訊作者、帝國理工學院腦科學系Simone Di Giovanni教授說：「其他團隊的研究將間歇性禁食與傷口恢復和新神經元生長聯繫在一起；而我們的研究首次準確解釋了禁食如何幫助神經癒合。我認為這項研究的重要之處在於它開闢了一個全新的領域，讓我們不禁要問：這是冰山一角？或是還有其他細菌或細菌代謝物可以促進神經元修復？」
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41586-022-04884-x
