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Cell:从免疫学角度证实西方饮食的危害

来源:本站原创 2018-01-14 18:28

2018年1月14日/生物谷BIOON/---在一项新的研究中,来自德国波恩大学的研究人员证实免疫系统对高脂肪和高卡路里饮食作出的反应类似于对细菌感染作出的反应。尤其令人不安的是:长期而言,不健康的食物似乎会使得身体的免疫防御更具攻击性。甚至在切换到健康饮食之后的很长时间内,对天然免疫刺激产生的炎症也是更加明显的。这些长期变化可能参与与吃西方饮食相关的疾病---动脉粥样硬化和糖尿病---的产生。相关研究结果发表在2018年1月11日的Cell期刊上,论文标题为“Western Diet Triggers NLRP3-Dependent Innate Immune Reprogramming”。
图片来自Cell, doi:10.1016/j.cell.2017.12.013。

这些研究人员让小鼠吃所谓的“西方饮食”---高脂肪、高糖和低纤维---一个月的时间。随后,这些小鼠在整个身体中产生强烈的炎性反应,几乎就像遭受危险的细菌感染之后发生的那样。论文共同第一作者、波恩大学先天免疫研究所博士后研究员Anette Christ解释道,“不健康的饮食导致这些小鼠血液中的某些免疫细胞的数量意外增加,特别是粒细胞和单核细胞。这表明骨髓中的免疫细胞祖细胞(immune cell progenitor)参与其中。”为了更好地理解这些意想不到的发现,他们分离出来自吃西方饮食或健康对照饮食的小鼠中的主要免疫细胞类型的骨髓祖细胞,并且对它们的功能和活化状态进行系统性分析。

论文共同作者、波恩大学生命与医学科学研究所教授Joachim Schultze博士解释道,“事实上,基因组研究确实已表明西方饮食会激活这些祖细胞中的大量基因。这些受影响的基因包括那些负责增殖和成熟的基因。”因此,快餐导致身体迅速招募庞大而又强效的免疫细胞(如粒细胞和单核细胞)。当研究人员再给这些啮齿类动物喂食它们的典型谷类食物4周时,这种急性炎症消失了。没有消失的是这些免疫细胞和它们的前体细胞遭受的遗传重编程:甚至在这4周之后,在吃快餐阶段开启的许多基因仍然是有活性的。

免疫细胞中的“快餐传感器”

论文通信作者、波恩大学先天免疫研究所主任Eicke Latz教授解释道,“直到最近才发现先天性免疫系统具有一种记忆形式。在感染后,身体的免疫防御保持一种警戒状态,这样它们能够更快地对新的攻击作出反应。”专家们将这称为“先天性免疫训练(innate immune training)”。在这些小鼠中,这个过程不是由细菌引发的,而是由不健康的饮食引起的。

这些研究人员能够进一步鉴定出这些免疫细胞中的“快餐传感器(fast food sensor)”。他们研究了来自120名受试者的血细胞。在其中的一些受试者中,先天性免疫系统显示出特别强的训练效果。在这些受试者中,他们发现所谓的炎性体参与其中的遗传证据。炎性体是关键的细胞内信号复合物,它识别感染因子和其他的有害物质,随后释放高度炎性的分子信使。 NLRP3炎性体如何确切地识别身体接触西方饮食仍然是未知的。

有趣的是,除了急性炎性反应之外,这也对先天性免疫系统的反应产生长期影响:西方饮食引起的先天性免疫系统激活改变了遗传信息的包装方式。遗传物质储存在DNA中,而且每个细胞含有几条DNA链,它们一起大约长两米。然而,它们通常缠绕在细胞核中的某些蛋白上,因此DNA中的许多基因不能被读取,这是因为它们是很难接近的。

不健康的饮食会导致一些通常隐藏的DNA片段解旋。只要这种暂时解旋仍然存在着,那么遗传物质中的这个区域随后就可更容易地被读取。科学家们将这些现象称为表观遗传变化。 Latz博士解释道,“炎性体触发这些表观遗传变化。因此,先天性免疫系统甚至对具有较强炎性反应的较小刺激作出反应。”

对健康产生显著的影响

这些炎性反应能够接着加快血管疾病或2型糖尿病产生。比如,在动脉粥样硬化中,作为典型的血管沉积物,动脉斑块主要由脂质和免疫细胞组成。这些炎性反应直接促进它们生长,这是因为新活化的免疫细胞不断地迁移到这些发生变化的血管壁中。当这些动脉斑块长得太大时,它们可能够爆裂,从而导致血液凝结,而且当被血流带走时,它们能够堵塞血管。可能的后果就是中风或心脏病发作。

不好的营养物因此能够产生严重的后果。近几个世纪以来,西方国家的平均预期寿命稳步地增加。这种趋势当前正被首次打破:当今出生的人的平均寿命比这些人的父母的平均寿命短。不健康的饮食和过少的运动可能在这方面起着决定性作用。

Latz解释道,“这些发现因此具有重要的社会意义。健康饮食需要成为教育的一个更加突出的部分。仅以这种方式,我们才能让儿童早日免受食品行业的诱惑。儿童会选择他们每天吃什么。我们应该让他们在饮食习惯上作出有意识的决定。”(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Anette Christ, Patrick Günther, Mario A.R. Lauterbach et al. Western Diet Triggers NLRP3-Dependent Innate Immune Reprogramming. Cell, 11 January 2018, 172(1-2):162–175, doi:10.1016/j.cell.2017.12.013

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