多篇文章解讀高脂肪飲食如何誘發多種人類疾病的發生?

作者:佚名 來源:生物穀 日期:21-07-02

我們都知道高脂肪飲食對機體健康有害,那麼到底有什麼害處呢?本文中,小編整理了多篇研究成果共同解讀高脂肪飲食如何誘發多種人類疾病的發生?分享給大家!

在高脂肪飲食中,PPARd和PPARa的功能或會增強幹細胞的活性。

【1】Cell Rep:揭秘高脂肪飲食和結腸癌發生之間的密切關聯

doi:10.1016/j.celrep.2021.109212

幾十年來,臨床醫生和營養師們一直建議人們限製攝入高脂肪食物,同時他們還列舉了與健康狀況不佳及引發美國人群死亡的主要原因的關聯,比如糖尿病、心髒病和癌症等;據美國CDC數據顯示,富含諸如紅肉等高脂肪的飲食被認為是誘發結腸癌的高風險因素,而飲食會被認為會明顯影響機體患結直腸癌的風險,而且飲食習慣的改變還會可能會讓人群的癌症負擔降低70%。而其它已知的流行病學風險因素則是家族史、炎性腸病、吸煙和2型糖尿病;在所有會增加結直腸癌風險的因素中,飲食是一個可能最容易控製的環境和生活方式因素,研究者Miyeko Mana表示,有流行病學證據表明,肥胖和腫瘤風險的增加之間存在強相關性,而在腸道中,幹細胞可能是癌症的起源細胞,那麼這種關聯到底是什麼?飲食就是滋生肥胖和結直腸癌循環的關鍵。

近日,一篇發表在國際雜誌Cell Reports上題為“High-fat diet-activated fatty acid oxidation mediates intestinal stemness and tumorigenicity”的研究報告中,來自麻省理工學院等機構的科學家們通過研究詳細揭示了高脂肪飲食誘發一係列分子級聯事件從而導致腸癌和結腸癌的分子機製。當食物被分解並通過腸道時,其就會與位於腸道內壁表麵的腸道幹細胞相互作用,這些腸道幹細胞位於腸道隱窩(crypts)位置。

當腸道幹細胞適應高脂肪飲食並增加癌症風險時,其被認為是協調腸道腫瘤形成的門戶,腸道幹細胞中存在高脂肪傳感器分子,其能感知並對細胞內的高脂肪飲食水平產生反應。研究者Mana表示,我們正在追蹤幹細胞適應高脂肪飲食可能需要的機製,這或許就是我們遇到PPARs的地方,這些過氧化物酶體增殖體激活的受體(PPARs)能誘發細胞程序,從而增加癌症風險,但背後的具體分子機製研究人員並不清楚,因為存在多種PPARs,而且其表現出了較大的複雜性。有一個由delta、alpha和gamma三種PPARs組成的家族,研究者認為,僅有PPAR delta參與了其中,但為了觀察是否基因與表型相關,他們就必須對相關基因進行剔除。於是研究人員就深入研究利用能控製其細胞內活性的小鼠模型,來揭示PPAR delta和PPAR alpha所扮演的關鍵角色,研究中的小鼠被給予長期高脂肪飲食或正常飲食,隨後研究者仔細監測每一種PPARs的活性來研究其對癌症風險的影響效應。

【2】Sci Adv:降低特殊載脂蛋白CIII的水平或能消除高脂肪飲食所帶來的機體代謝紊亂!

doi:10.1126/sciadv.abc2931

攝入高脂肪飲食或會增加機體患肥胖、2型糖尿病、心血管疾病和脂肪肝的風險;近日,一篇發表在國際雜誌Science Advances上的研究報告中,來自瑞典卡羅琳學院等機構的科學家們通過研究表示,通過降低機體中載脂蛋白CIII(apoCIII,apolipoprotein CIII)的水平,或能消除高脂肪飲食所帶來的有害效應,apoCIII是機體脂質代謝的關鍵調節子。

蛋白質apoCIII水平的增加與機體患心血管疾病、胰島素耐受和2型糖尿病風險增加直接相關,此前研究人員通過研究發現,胰腺的激素分泌部分—朗格漢斯島(the islets of Langerhans)中apoCIII的水平會發生增加,同時還會伴隨有胰島素耐受性及糖尿病的發生。如今研究人員對兩組出生僅8周的小鼠進行研究,給予其高脂肪飲食,同時對照組小鼠進行正常飲食;一組高脂肪飲食小鼠在飲食10周後接受反義療法(ASO療法,antisense treatment)來降低其機體中apoCIII的水平,而另一組在飲食開始就接受ASO療法,從而預防其機體中apoCIII水平的升高。

【3】Cancer Res:揭秘!高脂肪飲食或會促進正常肝髒組織的行為像腫瘤組織一樣!

doi:10.1158/0008-5472.CAN-20-1954

當暴露於高脂肪飲食中時,正常的非癌變肝髒組織就會表現地像腫瘤組織一樣,這或許就將飲食和肥胖與肝癌的發生聯係起來;近日,一項刊登在國際雜誌Cancer Research上的研究報告中,來自Flanders生物技術研究所等機構的科學家們通過研究揭示了高脂肪飲食的小鼠如何以類似於侵襲性癌細胞的方式來使用葡萄糖,這或許就表明,當肝髒暴露於過度脂肪中時,正常的組織或許就可能會發生癌變。

全球人群每年的肥胖和肝癌發生率都在不斷上升,理解過多脂肪的可用如何驅動肝癌發生對於研究人員理解疾病的發生、發展以及如何有效治療肝癌至關重要;這項研究中,研究人員分別在較早的時間點(腫瘤不存在時)和較晚的時間點(腫瘤形成時)對高脂肪飲食喂食的小鼠機體的肝髒組織的代謝改變進行檢測和分析,結果發現,在發現癌症發展的任何線索之前,肝髒組織會以像腫瘤一樣的方式來利用葡萄糖,這種對葡萄糖的大量使用是癌症發生的顯著特征之一,其被稱為瓦博格效應(Warburg effect)。

【4】BBRC:高脂肪飲食或會過度激活破壞性心髒病蛋白的活性

doi:10.1016/j.bbrc.2020.05.162

日前,一篇發表在國際雜誌Biochemical and Biophysical Research Communications上的研究報告中,來自英國雷丁大學等機構的科學家們通過研究發現,攝入高脂肪飲食或會激活心髒中的反應,導致破壞性的生長以及心髒病發作風險的增加。

這項研究中,研究人員分析了小鼠攝入高脂肪飲食對其機體心髒細胞的氧化性壓力水平的影響效應,結果發現,小鼠機體心髒細胞氧化性壓力的水平翻倍了,而且其心髒細胞的尺寸增加到了原來的1.8倍,這或許歸咎於與心髒病發作相關的心肌肥大。研究者Sunbal Naureen Bhatti說道,高脂肪飲食會對構成心髒的心肌細胞造成損傷;當小鼠攝入高脂肪飲食時就會誘發一種通常無害的蛋白質Nox2變得過度激活,似乎這種轉換發生在細胞水平上;然而目前研究人員並不清楚Nox2蛋白是如何引起氧化性損傷以及細胞的破壞性肥大的。

【5】Cell Host & Microbe:高脂肪飲食及抗生素濫用或與機體腸道炎症發生直接相關

doi:10.1016/j.chom.2020.06.001

腸道易激綜合症(IBS,Irritable bowel syndrome)在全球影響著大約11%的人群健康,其主要特點為反複發作的腹痛、腹脹及排便習慣的改變,IBS患者的粘膜炎症和腸道微生物組成的改變往往被認為是前驅炎性腸病(IBD)的發生。近日,一項刊登在國際雜誌Cell Host & Microbe上的研究報告中,來自加利福尼亞大學等機構的科學家們通過研究表示,使用抗生素的高脂肪飲食或與腸道炎症發生直接相關。

文章中,研究人員對43名健康成年人和49名IBS成年患者進行研究,他們測定了參與者糞便鈣網蛋白(calprotectin)的水平,鈣網蛋白是指示腸道炎症的一種生物標誌物,糞便鈣網蛋白水平的升高就指示前驅IBD的症狀,研究人員共發現了19名IBS患者存在前驅IBD症狀,研究者指出,相比低脂肪飲食和無抗生素使用史的個體而言,攝入高脂肪飲食且使用抗生素的參與者患前驅IBD的風險要比前者高8.6倍,而攝入最高脂肪量的參與者患前驅IBD的風險是攝入最低脂肪量參與者的2.8倍,最近僅有抗生素使用史的個體患前驅IBD的風險會增加3.9倍。

【6】mSystems:高脂肪高蛋白飲食加劇艱難梭菌感染

doi:10.1128/mSystems.00765-19

近日,mSystems雜誌上發表的一項新研究中,研究人員報告說,喂食高蛋白,高脂飲食的小鼠比對照組小鼠更容易發生致命的艱難梭菌感染。他們的發現還表明,高碳水化合物飲食可以防止上述感染的發生。根據疾病控製與預防中心的數據,在美國,每年都有數十萬人被診斷出艱難梭菌感染,並有超過10,000人死亡。服用抗生素會增加人群的感染風險。研究人員警告說,由於他們的研究是在小鼠身上進行的,還需要進一步的研究來建立這些飲食與人類感染之間的聯係。

在該研究中,來自內華達大學等機構的研究人員將小鼠分為四組進行分別測試。每組小鼠都接受抗生素治療,但與此次同時它們接受了不同的飲食:第一組小鼠攝入高脂,高蛋白飲食,第二組小鼠是高脂,低蛋白的食品;第三組小鼠是高碳水化合物飲食;第四是實驗小鼠的標準實驗室飲食。結果令人吃驚。在高蛋白,高脂肪組中,所有動物均受到嚴重感染,並在4天內死亡。在高脂,低蛋白組中,隻有2隻動物死亡。在高碳水化合物組中,有2隻小鼠表現出輕度症狀並已康複;在標準飲食組中,所有動物均顯示出感染跡象,但也已恢複。

【7】Cell Metabol:高脂肪、高碳水化合物飲食如何影響大腦的健康?

doi:10.1016/j.cmet.2019.08.010

很多研究都會闡明不健康飲食誘發肥胖的分子機製,但其並未深入剖析飲食是如何引發個體大腦發生神經性改變的?近日,一項刊登在國際雜誌Cell Metabolism上的研究報告中,來自耶魯大學的科學家們通過研究發現,高脂肪飲食或會誘發大腦下丘腦區域功能的紊亂,下丘腦能夠調節機體的體重平衡和新陳代謝。

文章中,研究者評估了高脂肪飲食(尤其是包括脂肪和碳水化合物含量較高的飲食方式)刺激下丘腦炎症的分子機製,下丘腦炎症是肥胖和營養不良個體機體中的一種生理性反應,研究者指出,下丘腦炎症的發生時在個體攝入高脂肪食物三天後,甚至是在其機體開始出現肥胖跡象之前就發生了,他們非常感興趣的是,這些變化發生的如此之快,甚至在體重變化出現之前就開始了,為此他們就想了解其背後的細胞機製。

研究者觀察了高脂肪飲食下動物大腦中的下丘腦炎症的發生狀況,結果發現,動物大腦中的小膠質細胞的物理結構發生了明顯的變化,小膠質細胞是機體中樞神經係統中調節炎症的第一道防線,他們發現,小膠質細胞的激活取決於線粒體的改變,高脂肪飲食的動物機體中的小膠質細胞中的線粒體非常小,線粒體的尺寸取決於一種名為解偶聯蛋白2(UCP2)的如特殊蛋白,該蛋白能調節線粒體的能量利用,影響下丘腦中能量的控製和葡萄糖的自我平衡。

【8】Nat Commun:高脂肪飲食導致糖尿病,腸道微生物或是罪魁禍首

doi:10.1038/s41467-019-11370-y

研究人員發現,我們的飲食選擇會削弱我們的腸道免疫係統,導致糖尿病的發展。越來越多的研究表明,在肥胖期間,我們的免疫係統經常對通過腸道組織"滲漏"並導致炎症的細菌成分做出反應。反過來,炎症會導致胰島素抵抗,從而使人容易患糖尿病。在一項近日發表在Nature Communications上的新研究中,多倫多綜合醫院研究所和病理學係大學健康網絡(UHN)的Dan Winer博士和他的團隊強調了高脂肪飲食如何影響腸道免疫係統中的B細胞,特別是那些生產一種叫做IgA的蛋白質的B細胞。

研究報告的主要撰寫人Helen Luck說:"我們發現,在肥胖期間,腸道中有一種B細胞的水平較低,這種細胞能產生一種名為IgA的抗體。IgA是由我們的身體自然產生的,對調節我們腸道中的細菌至關重要。它作為一種防禦機製,幫助中和利用環境變化的潛在危險細菌,比如當我們攝入不平衡或脂肪含量高的食物時。"在他們的實驗中,他們還觀察到缺乏IgA的臨床前模型(即缺乏保護的IgA)在喂食高脂肪食物時使血糖水平惡化。此外,將這些缺IgA模型中的腸道細菌移植到沒有腸道細菌的模型中能夠導致疾病,這表明IgA可以在與飲食相關的肥胖期間調節腸道中有害細菌的數量。

【9】Cell:揭示高脂肪飲食促進結直腸癌產生機製

doi:10.1016/j.cell.2019.01.036

隨著癌症死亡率整體下降,醫生們注意到一個令人不安的異常現象:55歲以下人群的結直腸癌死亡人數似乎正在逐漸上升。根據美國癌症協會的數據,2007年至2016年,這個年輕人群的死亡人數增加了1%。在一項新的研究中,來自美國沙克生物研究所的研究人員指出高脂肪膳食通過擾亂腸道中的膽汁酸平衡和觸發一種潛在地讓癌細胞茁壯成長的激素信號來促進結直腸癌生長。這些發現可能解釋了需要幾十年才能形成的結直腸癌,在一個高脂肪膳食普遍存在的時代,卻出現在年輕人身上。相關研究結果發表在2019年2月21日的Cell期刊上,論文標題為“FXR Regulates Intestinal Cancer Stem Cell Proliferation”。

論文共同通訊作者、沙克生物研究所基因表達實驗室主任Ronald Evans教授說道,“這項研究提供了一種新的方法來降低炎症、恢複腸道健康和顯著減少腫瘤進展。” 這項以小鼠模型為研究對象的研究展示了生活方式和遺傳學如何相互影響。這些研究人員發現攜帶一種APC基因突變的動物當攝入高脂肪膳食時更快地患上癌症,其中這種APC基因突變是在結直腸癌患者中發現的一種最為常見的基因突變。論文共同作者、沙克生物研究所基因表達實驗室研究員Ruth Yu說道,“當你在遺傳上容易患結腸癌時,高脂肪飲食可能是第二大殺手。”

【10】Physiol Genom:高脂肪飲食會改變母乳成分,影響寶寶健康!

doi:10.1152/physiolgenomics.00080.2017

最近,在線發表在Physiological Genomics期刊的一項新研究表明,在哺乳期間進行高脂肪飲食會改變母乳中的RNA活性,無論孕期飲食如何。這些遺傳物質變化可能會在後代中增加代謝紊亂(例如2型糖尿病)的風險。

之前研究表明,母親在懷孕期間和哺乳期間進行高脂肪飲食的後代更有可能肥胖,並發展成為一些慢性疾病諸如糖尿病、高血壓和心髒病。然而,高脂肪飲食僅在哺乳期對後代的影響人們知道得並不多。研究者們發現,高脂肪飲食母親產生的母乳有更高的脂肪含量。另外,他們發現其中的mRNA(將DNA編碼的信息傳遞至製造蛋白的細胞的物質)和miRNA(與代謝、細胞凋亡和神經係統功能相關的非編碼遺傳物質)都發生了變化。超過1500個mRNA基因和25個miRNA在哺乳期間進行高脂肪飲食的母親和正常飲食的母親的母乳裏出現了表達差異。這些變化將潛在地影響新生兒的發育,並將他們成年後置於更高的慢性疾病風險中。"另外,miRNA和mRNA隻是母乳中RNA的一部分,在未來還需要對母乳中的其它種類RNA以及它們的潛在功能進行研究。

關鍵字:高脂肪飲食,人類疾病

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