间歇性禁食 - 长时间不进食 - 刺激实验室小鼠的肝细胞迅速分裂，根据斯坦福医学研究人员领导的一项研究。这一发现挑战了长期以来的信念，即成人肝脏中的细胞很少分裂，即使分裂，主要是为了修复器官的损伤。它也是第一个显示饮食对肝细胞生物学的直接影响。

“成人肝脏最明显的特征之一是它在细胞更新方面相当稳定，”发育生物学教授Roeland Nusse博士说。“但我们发现，经过几次24小时禁食后，肝脏细胞的周转率急剧上升，然后重新进食。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，当时有食物稀缺或缺席的时期。

目前尚不清楚增加的细胞复制对动物的健康有什么影响。但这一发现意味着肝脏生物学比以前认为的更动态，对饮食变化的反应更灵敏，它提出了其他饮食如何影响其生物学的问题。

Nusse是Reed-Hodgson人类生物学教授和弗吉尼亚和Daniel K. Ludwig癌症研究教授，是该研究的高级作者，该研究于31月<>日在线发表在eLife上。前博士后学者Abby Sarkar博士是该研究的第一作者。

肝脏的工作

肝脏是人体最大的器官之一，成年人重约3磅，约占体重的2%。在小鼠中，它占体重的近5%。肝脏从血液中清除毒素进行排泄，并将我们吃的食物转化为身体可以吸收的营养物质。

“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细胞分裂或周转的改变模式，”Nusse说。

实验室小鼠通常可以随时无限制地获取食物。但是对于这些实验，萨卡尔将动物的食物扣留了24小时，然后允许它们自由进食24小时，然后再禁食24小时。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，并将其与正常喂养的动物进行比较。

“我们看到肝脏细胞的周转率在重新进食开始后不久就急剧上升，”Nusse说。“新细胞比标准饮食喂养的动物多得多。这非常令人兴奋。

肝脏在新陈代谢中的作用意味着肝脏重量与身体重量之间的比例必须保持恒定，以使器官有效运作。这就是为什么如果由于受伤或手术而切除一部分肝脏，肝脏会再生到正常大小的原因。

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，大部分细胞分裂局限于器官中央静脉附近的肝细胞。

进一步的研究确定了两种分子途径，负责维持禁食动物的适当肝脏大小。一种是称为成纤维细胞生长因子(FGF)的生长因子，它由肠道产生并在整个身体中传播;另一种是称为Wnts的蛋白质家族，对胚胎发育以及许多组织的生长和维持至关重要。Wnt蛋白由中静脉中的内皮细胞分泌，但与FGF不同，它们仅传播很短的距离。这两个信号在中央静脉附近的肝细胞上重叠，称为中央周围肝细胞，以刺激它们在禁食后的分裂。

“有趣的是，Wnt途径不受间歇性禁食的影响，”Nusse说，他在1982年发现了第一个Wnt蛋白，“但FGF的产生是。间歇性禁食或食物供应的其他变化刺激FGF的产生，FGF循环到肝脏。它唤醒了休息的肝细胞，然后Wnt蛋白给中央静脉附近的那些人分裂的信号。

Sarkar接下来测试了间歇性禁食对基因工程无法对FGF信号或Wnt信号做出反应的小鼠的影响。在研究的那个阶段，“间歇性禁食的影响减弱了，”Nusse说。“细胞或多或少地失去了分裂的能力。这是一个非常强烈的迹象，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导致肝脏细胞增殖增加是否对健康有益。但这是一个有趣的研究，即饮食变化如何影响身体中最大的器官之一。他们现在计划将研究扩展到其他类型的饮食，包括生酮或高脂肪。

“我不建议人们开始间歇性禁食以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 - 它表明肝脏是一种缓慢翻转的组织的想法应该持保留态度。