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I 型糖尿病是一種嚴(yán)重的自身免疫疾病,免疫系統(tǒng)中的 T 細胞會攻擊產(chǎn)生胰島素的β細胞。而且在出現(xiàn)糖尿病癥狀之前,大多數(shù)β細胞其實就已經(jīng)不堪打擊,“掛掉”了。所以患者通常只能靠外界補充胰島素,來維持自己的正常生活。

研究的*作者 ElianaMariño 博士和聯(lián)合通訊作者 Charles Mackay 教授
一直以來,科學(xué)家們都在尋找治療的辦法,比如哈佛大學(xué)干細胞研究所的 Douglas Melton 教授就一直致力于通過干細胞移植來治療 I 型糖尿病。而在 3 月 27 日的《自然 免疫學(xué)》雜志上,來自澳大利亞莫納什大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn),一種特殊的食物成分被腸道微生物分解產(chǎn)生的代謝物可以抑制 I 型糖尿病的發(fā)生 [1]!其實,2016 年,在墨爾本舉辦的免疫學(xué)大會上,研究人員就對他們的這一研究結(jié)果進行了報告,當(dāng)時也引起了廣泛的關(guān)注。多年來的研究證明,飲食、腸道菌群和 I 型糖尿病之間有密切的關(guān)系。我們平時吃的東西在腸道中被分解后會產(chǎn)生各種短鏈脂肪酸,其中的乙酸鹽和丁酸鹽就是在新的研究中被證明“有奇效”的兩種代謝物。過去已經(jīng)有研究發(fā)現(xiàn),乙酸鹽可以幫助維護腸道屏障的功能 [2],而丁酸鹽則有抗炎作用 [3]。

黑色線條為普通飲用水,藍色線條為加入了乙酸的飲用水;橫軸代表小鼠年齡,縱軸代表未患 I 型糖尿病小鼠的百分比
在非肥胖性糖尿?。∟OD)小鼠模型(同樣由自身免疫系統(tǒng)攻擊β細胞導(dǎo)致,是研究 I 型糖尿病的常用動物模型)中,研究人員發(fā)現(xiàn),小鼠排泄物、血液中乙酸鹽和丁酸鹽的含量高的話,它們的 I 型糖尿病的癥狀就輕一些。研究人員還試著在 5 周齡和 10 周齡 NOD 小鼠的飲用水中加入了乙酸,發(fā)現(xiàn) 5 周齡小鼠出現(xiàn)糖尿病癥狀的比例下降,10 周齡小鼠受到“攻擊”的β細胞的數(shù)量也相對較少。這讓研究人員受到了啟發(fā),如果通過飲食來增加乙酸鹽和丁酸鹽的量,是不是就能“拯救”NOD 小鼠,讓它們不患上 I 型糖尿病呢?他們選擇了乙酰化和丁?;母咧辨溣衩椎矸郏℉AMSA、HAMSB),早在 2008 年,就有研究證明 HAMSA 和 HAMSB 是研究短鏈脂肪酸在腸道微生態(tài)中的作用的“重要工具”了 [4]。

橫軸代表小鼠年齡,縱軸代表未患 I 型糖尿病小鼠的百分比
研究人員在小鼠的飲食中添加了 15% 的 HAMSA 和 HAMSB,喂養(yǎng)了 5 周后,與普通飲食小鼠相比,實驗組小鼠血液、排泄物中乙酸鹽和丁酸鹽的含量確實增加了。而無論是單獨添加 HAMSA 或 HAMSB,還是兩者共同添加,都能觀察到糖尿病發(fā)病率的降低。同時飼喂 HAMSA 和 HAMSB 的更是幾乎沒有出現(xiàn)發(fā)病小鼠!
研究人員對到了 30 周齡還沒有出現(xiàn)癥狀的小鼠進行了檢查,它們胰島內(nèi)有大量健康的、沒有被免疫系統(tǒng)攻擊的β細胞。這可能代表著,兩種代謝物抑制了免疫系統(tǒng)對β細胞的攻擊。但是當(dāng)研究人員將 15% 的量減少為 7.5% 的時候,他們發(fā)現(xiàn),這種效力消失了!據(jù)此,他們推測,短鏈脂肪酸的“保護力”是有“門檻”的。在觀察到了“保護作用”之后,研究人員更進一步的探尋了兩種代謝物產(chǎn)生這種保護作用的機制。他們發(fā)現(xiàn),乙酸鹽和丁酸鹽對免疫系統(tǒng)產(chǎn)生的作用是不同的,但是卻剛好“攜手合作”,保護了胰島β細胞不被攻擊。
其中乙酸鹽能夠改變 B 細胞內(nèi) 14 個基因的表達情況,影響 B 細胞和 T 細胞的相互作用,抑制 T 細胞的擴增;而丁酸鹽則會增加體內(nèi)調(diào)節(jié)性 T 細胞(Treg)的數(shù)量,提高 Treg 的細胞功能,Treg 能夠抑制效應(yīng) T 細胞的活化增殖,在預(yù)防自身免疫疾病中發(fā)揮著重要作用 [5]。除此之外,這兩種代謝物還都能降低白細胞介素 -12(IL-12)的水平,IL-12 主要由 B 細胞和巨噬細胞分泌,能夠刺激 T 細胞活化、增殖,與 I 型和 II 型糖尿病的發(fā)病都有關(guān)聯(lián) [6]。

研究的聯(lián)合通訊作者,Charles Mackay 教授說,“我們的發(fā)現(xiàn)對 I 型糖尿病的發(fā)展有很大的影響,這項研究顯示了非藥物的方法來治療或預(yù)防自身免疫疾病的潛力。”他強調(diào),他們使用的只是一種淀粉,在人體內(nèi)能被*消化,可以稱作是“藥用食物”。


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