通过进餐时间调节肠道昼夜节律钟改善胃肠道炎症

2024-08-01 Thu
通过进食时间调整肠道昼夜节律缓解胃肠道炎症的研究背景资讯肠道昼夜节律基因表达在炎症性肠病（IBD）患者的活检中已被观察到受损。昼夜节律的破坏，如在轮班工人中发生的那样，已被证明与胃肠道疾病，包括IBD的风险增加有关。具体到肠道，上皮细胞中的昼夜节律钟被认为通过调节微生物组来平衡胃肠道的稳态。然而，肠道昼夜节律在IBD中的作用尚未完全揭示。
最近的研究表明，通过限定时间的进食能够改善代谢健康和炎症，并影响肠道微生物群。因此，研究团队假设通过进食时间调整肠道昼夜节律有望影响IBD的发展和进程。
论文来源此项研究由Technical University of Munich和University of Surrey的研究人员合作完成，包括Yunhui Niu、Marjolein Heddes、Baraa Altaha等人，论文发表在《Cellular & Molecular Immunology》期刊2024年6月25日的在线版中。
研究流程研究设计与方法动物模型的选择与验证：
研究团队选用了IL-10基因缺失的小鼠（IL-10-/-）作为IBD相关的小鼠模型，表明其在昼夜节律行为和胃肠道免疫稳态方面存在问题。小鼠在昼夜循环（LD）和持续黑暗（DD）条件下的行为表现与野生型对照组相比，总活动量稍有减少，但没有显著变化。
分子生物学验证：
实验在野生型和IL-10基因缺失小鼠的结肠上皮细胞中同时检测了昼夜节律基因和炎症相关基因。结果显示，野生型小鼠的结肠细胞中，昼夜节律基因表现出强烈的昼夜节律，而在IL-10缺失的小鼠中，这种节律完全丧失，同时炎症相关基因（如TNF、IFNγ等）的表达被显著增强。
进食时间的限制：
为了探讨时间受限进食（Restricted Feeding, RF）的影响，研究团队在实验小鼠醒着的夜间（ZT13-ZT17）限制它们的进食时间，逐步将进食时间从最初的8小时减少到4小时，持续4周。在此期间，测量进食量和夜间活动水平，两个组别的小鼠的进食量和活动水平相似。
数据与结果昼夜节律基因恢复：
实验表明，夜间时间受限进食显著改善了IL-10缺失小鼠结肠组织中昼夜节律基因的节律性表达，达到了与对照组相仿的水平。
胃肠道炎症标志物的变化：
通过进食时间调整，IL-10缺失小鼠的炎症标志物（如TNF和IFNγ）的水平显著降低，结肠上皮组织中CD4+ T细胞数量和结肠密度均有所改善，结肠交叉切片中炎症评分大大降低。
微生物组节律恢复：
研究还检测了肠道微生物群的组成和节律，结果显示，IL-10缺失小鼠的微生物群节律性完全丧失，但经过夜间时间受限进食后，微生物组的节律性得以恢复。
免疫细胞迁移：
免疫细胞定量和转录组测序结果表明，受限进食显著恢复了CD4+ T细胞在结肠固有层的昼夜节律性分布，同时减少了总的CD4+ T细胞数量。
结论与意义研究结果表明，肠道昼夜节律的丧失可能是IBD发展的一个关键因素。通过夜间时间受限进食，可以恢复肠道昼夜节律，从而改善炎症反应和结肠健康，显著提高IL-10缺失小鼠的存活率。相比之下，对于肠道昼夜节律基因BMAL1缺失的小鼠，这种进食时间调整的改善效果并不存在，证明了肠道昼夜节律在决定时间受限进食的益处方面的重要性。
研究亮点直接证据：首次提出了肠道昼夜节律功能失调引起宿主免疫失衡，并促进IBD类结肠炎的发展和进展的直接证据。
新策略：通过时间受限进食恢复肠道昼夜节律，提供了改善IBD症状的新策略，并可能用于未来开发基于昼夜节律治疗IBD的方法。
微生物组研究：研究揭示了肠道微生物组节律在IBD发展中的作用，进一步强化了肠道昼夜节律对胃肠道健康的重要性。
研究的未来方向研究结果尽管有力地支持了肠道昼夜节律在IBD中的重要性和时间受限进食的潜在益处，但进一步长期实验仍然必不可少。未来研究可考虑：
1. 长时间RF实验：评估长期RF对IBD的持续改善效果。
2. 作用机制探索：深入探索RF如何通过肠道昼夜节律基因及相关信号通路影响IBD的具体机制。
总结这项研究为通过进食时间调整肠道昼夜节律，以缓解和预防胃肠道炎症性疾病提供了有力的科学证据和新思路，并为未来治疗IBD及其他相关代谢性疾病提供了潜在的干预策略。