中科院之聲 - 研究發現間歇性蛋白限制能夠干預糖尿病並保護胰島β細胞－鑽石舞台

2021年12月31日，中國科學院上海營養與健康研究所陳雁研究組在Science Bulletin上，在線發表了題為Intermittent protein restriction protects islet beta cells and improves glucose homeostasis in diabetic mice的研究成果。該研究發現間歇性蛋白限制可以保護糖尿病小鼠的胰島β細胞，並改善血糖穩態。

糖尿病，尤其是2型糖尿病，已成為人類面臨的健康挑戰之一。2型糖尿病是由不健康的生活方式以及攝入大量高能量密度食物所導致，為此，科學家提出了多種糖尿病干預策略，重點集中在改變生活方式和飲食結構，例如，強調植物性食物並減少動物性食物的地中海飲食已廣泛用於2型糖尿病的管理。一項探索三種常量營養素比例（即蛋白質、脂肪和碳水化合物）對小鼠健康影響的研究發現，減少蛋白質攝入對於改善代謝健康和壽命至關重要。多個研究發現，減少蛋白質攝入是延長壽命和改善代謝健康的重要因素，另有一些研究顯示限制某些關鍵的氨基酸如蛋氨酸或亮氨酸也可以改善葡萄糖穩態。

除了蛋白質或氨基酸限制的飲食策略，禁食或熱量限制被認為是一種延長壽命和改善代謝健康的有效手段。近年來，許多熱量限制的方式如間歇性節食和時間限制性飲食，用於改善包括糖尿病在內的代謝性疾病。有研究表明，間歇性節食可以有效控制1型和2型糖尿病小鼠的血糖穩態，也有研究揭示了間歇性節食控制血糖穩態是通過促進糖尿病小鼠胰島β細胞的再生所介導。

雖然持續的蛋白質或氨基酸限制以及間歇性節食已被證明可以改善糖尿病，但目前未有研究探討間歇性的蛋白限制是否足以干預糖尿病。該研究探討了一種間歇性蛋白限制（IPR）的飲食方式，發現IPR可以迅速緩解STZ誘導的1型糖尿病小鼠以及瘦素受體缺陷導致的2型糖尿病小鼠的高血糖血症。針對小鼠胰島的進一步研究發現，IPR可以增加胰島β細胞數量、促進β細胞增殖、並改善β細胞功能。在外周組織中，IPR可以減少肝臟的糖異生並提高骨骼肌的胰島素敏感性。與持續性低蛋白飲食相比，IPR對於糖尿病小鼠的肝臟脂肪積累和損傷更輕。此外，小鼠胰島單細胞測序分析發現，IPR可以逆轉糖尿病導致的胰島β細胞數量的減少以及胰島免疫細胞的浸潤。由於IPR這一飲食方式能夠有效控制血糖並保護胰島β細胞，比禁食或熱量限制可能更易被人接受，並避免了持續性蛋白限制的不良作用，故IPR在未來有較大的應用轉化潛力。

研究工作得到科技部、國家自然科學基金委員會等的資助，並獲得營養與健康所公共技術平台和動物平台的支持。