间歇性禁食通过改变肠道菌群，有助于神经损伤修复

据Serger E 2022 年7 月20 日[Nature，2022，607（7919）：585-592.]报道，英国帝国理工学院的研究人员研究证实肠道菌群生孢梭菌的代谢产物3-吲哚丙酸（IPA）是神经元轴突再生所必需的，间歇性禁食（intermittent fasting，IF）能够改变肠道菌群活性，促进IPA 的产生，从而显著增强轴突再生，加速感觉功能的恢复。 而且，口服IPA 即可发挥这一促进作用。

哺乳动物和人类的周围神经系统（脑和脊髓以外的神经系统）的神经元损伤后的再生潜力受到缓慢的轴突再生率的严重限制。而运动和环境因素可以影响轴突再生的信号通路，其中一些通路可以通过IF 来激活。

IF 即交替进行禁食和摄食。有许多研究表明，禁食可以延长多种实验生物的寿命。许多前瞻性临床试验也表明，禁食可以减少与衰老相关的疾病的风险因素，包括心血管疾病、糖尿病和癌症等。 禁食还可以增加对各种氧化应激的抵抗力，例如急性手术应激。 此外，还有研究表明，禁食能够增强癌症治疗效果。

研究人员在小鼠中进行了实验，将小鼠的坐骨神经（从脊柱延伸到腿部的最长神经元）被手术切断。 一半的小鼠进行IF（采用的是当天随意进食，隔天禁食的策略），另一半小鼠则不受限制自由禁食。 这些饮食方式在手术前持续10 d 或30 d，手术后24 ～72 h内检测它们的神经元恢复情况。通过测量重新生长的轴突的长度，结果发现，在IF 的小鼠中，它们的轴突长度增加了约50%。研究团队进一步调查了IF 是如何导致这种神经再生的。 他们发现，在IF 的小鼠的血液中，IPA 等特殊代谢产物的含量明显更高。

接下来，研究团队为了确认是否是IPA 导致了神经修复，他们对小鼠进行抗生素治疗，清除了小鼠肠道菌群，然后再移植可产生IPA 的生孢梭菌或基因修饰的不能产生IPA 的生孢梭菌。结果显示， 当小鼠肠道中没有生孢梭菌且移植的生孢梭菌不能产生IPA 时，它们的神经再生能力就会受损。 这表明生孢梭菌的代谢产物IPA 具有轴突再生和修复神经损伤的能力。

从机制上讲，通过坐骨背根神经节的RNA 测序分析表明，中性粒细胞趋化性在IPA 依赖性再生表型中起作用，这一点通过抑制中性粒细胞趋化性得到了证实。 这些结果证明，肠道菌群代谢物（例如IPA）具有通过免疫介导机制促进感觉神经轴突再生和功能恢复的能力。 更重要的是，研究团队在小鼠坐骨神经损伤后给予口服IPA，在损伤后2 ～3 周内即可观察到神经元轴突再生和恢复增加。

产生IPA 的生孢梭菌同样存在于人类肠道菌群中，IPA 也同样存在于人类血液中，因此这项研究很可能对人类也同样适用。目前除了手术重建外，没有针对神经损伤患者的有效治疗方法，而手术重建也仅对一小部分病例有效，因此研究团队尝试调查生活方式的改变是否有助于神经损伤后的康复。 之前有研究显示，IF 与伤口修复和新神经元的生长有关，而这项研究是第一个准确解释禁食究竟是如何帮助神经修复的。