人们通过动物研究早已获知，严酷限制热量，即将正常饮食中的热量镌汰40%能延伸动物的康健寿命（没有疾病的寿命时间），甚至能够延伸大部分受试动物的寿命
。现在一项进一步的研究批注，接纳低热量饮食的动物的多种组织在受伤之后的再生能力也更强
。

一个悬而未决的问题是，这些益处是怎样调理的
。美国宾夕法尼亚大学主导的一项新研究发明了这些改善肠道再生能力的细胞
。研究显示，当饮食热量受限的小鼠受到辐射时，其肠道中的一种特殊干细胞（储备干细胞）能够存活并快速重修肠道组织
。这些发明与肿瘤学家们的视察效果一致，即在化疗之前短期禁食能够缓解胃肠道损伤的严重水平
。

宾州大学兽医学院的助理教授Christopher Lengner说：“这项研究效果批注，在化疗或放疗之前我们不应该吃工具
。储备干细胞在肠道组织受到损伤之后对肠道的再生能力提升有至关主要的作用
。”

该研究的第一作者是Maryam Yousefi，他是一名加入了宾州大学细胞与分子生物学项目的研究生，也是Howard Hughes医学研究所的一名国际学生研究员，其他的研究职员来自宾州大学和中国农业大学
。该研究效果克日揭晓在《Stem Cell Reports》期刊上
。

多年的研究批注，虽然限制饮食中的热量似乎令人心里不愉快，可是这样做简直可以延伸身体康健寿命，降低心脏病、糖尿病和其他晚年疾病的危害
。另一些近期的研究批注，热量限制的动物的组织受伤之后再生能力更强
。

Lengner说：“限制热量所带来的益处在这一点上禁止质疑，效果很是明确
。可是保存种种各样关于这些益处的细胞和分子基础的问题
。”

一种理论是，限制热量能够延缓与朽迈相关的退化，并且通过影响成体干细胞的完整性和活性来实现更有用的组织功效
。成体干细胞是保存于特定组织中，并引起组成该组织细胞类型多样性的前体细胞
。

在已往的研究中，Lengner的实验室研究了肠道中的特定干细胞怎样对抗DNA损伤
。研究职员推测，也许限制热量以某种方法作用于这些干细胞，增强了它们对抗损伤的能力
。

最近的研究关注限制热量对活性肠道干细胞的影响
。虽然这些活性肠道干细胞肩负着一样平常组织转化的肩负，并且还作为肠道功效的肩负者，但它们也很是容易受到DNA损伤的影响，好比由辐射引起的损伤，因此它们不太可能在限制热量时起到增强组织再生能力的作用
。

Lengner的研究团队并没有关注这些活性干细胞，而是对另一种肠道干细胞举行了研究，即储备干细胞
。Lengner和其他的研究团队在已往一经发明，这些储备干细胞通常处于一种休眠状态，不会受到化疗和放疗的影响
。在活性细胞被严重的危险杀死时，这些储备干细胞会“醒来”并修复组织
。

为了验证这种假设，科学家们研究了小鼠肠道干细胞亚群在热量受限时让小鼠接受辐射的反应
。

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左图：小鼠接纳无限制的饮食后袒露于辐射情形，其肠道细胞（红色）的再生能力受限
。右图：小鼠接纳低热量受限饮食，其肠道组织的再生能力显著增强
。图像泉源: University of Pennsylvania

研究职员将小鼠饮食中的热量限制在正常水平的40%，他们视察到，储备肠道干细胞扩展了五倍
。矛盾的是，这些细胞的破碎频率变低了，研究职员希望在后续研究中继续关注这一问题
。

研究团队选择性地移除这些饮食热量受限小鼠的储备干细胞，它们的肠道组织的再生能力就损失了一半，这批注这些细胞在热量受限状态带来的益处中起到主要作用
。

Lengner说：“这些储备干细胞的量很少
。关于通俗动物来说，储备干细胞在肠道上皮细胞中的比例不凌驾50%，关于饮食热量受限的动物来说，这一数字稍微高一些
。通常，在没有损伤的情形下，组织能够耐受这些损失，由于组织中有活性干细胞，可是，当动物受伤时，再生能力就会削弱，而移除热量受限的动物的储备干细胞之后，它们的组织再生能力也削弱了
。”

为了弄清晰这些细胞的作用机制，研究职员较量了正常小鼠和热量受限小鼠的被开启的基因
。

Lengner 说：“很显着，这些储备干细胞关于热量限制所带来的益处很是主要，它们能够抑制被卵白质复合体mTOR调解的多条信号通路，mTOR是最著名的营养感知复合体
。”

研究其他组织的研究职员发明，激活mTOR能够叫醒休眠的细胞，这是组织再生的一个须要办法
。在该研究中，研究职员发明储备干细胞具有较低的mTOR活性，在热量限制的情形下活性更低
。mTOR活性低与对损伤对抗力相关
。

然而，为了在损伤爆发之后举行再生，这些细胞将再次需要mTOR
。

Lengner说：“希奇的是，我们发明，在组织受伤后，热量受限的小鼠激活mTOR的能力着实更强
。以是，只管mTOR在最初被抑制，但在损伤爆发之后却更容易被激活
。这是我们没有完全明确的机制
。”

由Yousefi向导的研究团队使用亮氨酸（能够激活mTOR的氨基酸）和雷帕霉素（能够抑制mTOR的药物）举行了实验，以证实mTOR在这些储备干细胞中起作用并调理它们的活性
。接触亮氨酸的储备干细胞增殖了，而接触雷帕霉素的储备干细胞被抑制了
。

使用亮氨酸对小鼠举行预处置惩罚使它们的干细胞对辐射越发敏感，在辐射危险爆发之后恢复能力更差了，而使用雷帕霉素预处置惩罚的小鼠的储备干细胞则更多的处于休眠状态
。

Lengner提醒说，然而，雷帕霉素无法替换热量限制，由于它会一直留存，纵然在爆发损伤之后也会一连抑制mTOR，影响储备干细胞运动并使肠道组织再生的能力
。

他说：“雷帕霉素所起的作用与热量限制差别
。热量限制能够抑制mTOR，可是在损伤爆发之后很容易恢复
。而雷帕霉素则不然，纵然在爆发损伤之后它也会一连抑制mTOR，从而削弱再生能力
。现在为止，并没有能够模拟热量限制的神奇药物
。若是你想要获得这些益处，那么照旧镌汰热量摄入吧
。”

在未来的研究中，研究职员们希望举行更深的探讨，关注营养信号，确定哪种类型的信号分子可以调理储备干细胞的活性
。