CMGH：揭示高糖饮食恶化炎性肠病背后的分子机制

近日，一篇发表在国际杂志Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology上题为“Excess dietary sugar alters colonocyte metabolism and impairs the proliferative response to damage”的研究报告中，来自匹兹堡大学等机构的科学家们通过研究发现，过量的糖类或会阻碍炎性肠病小鼠模型机体结肠内壁细胞的更新，相关研究或有望帮助阐明为何限制糖类食物能帮助缓解炎性肠病患者机体的疾病症状。

Timothy Hand博士说道，目前，炎性肠病的发病率在全球不断上升，而且其在具有工业化、城市生活方式的国家中上升地最快，而这些国家的人群通常有着摄入高糖饮食的习惯；由于多种原因，过多的糖类并不好，本文研究就通过揭示糖类如何对机体肠道产生损伤效应从而增加了这一证据；对于炎性肠病患者而言，高密度的糖类（诸如在苏打水和糖果中发现的糖类）或许也是人们需要去避免的。

文章中，研究人员首先给予小鼠喂食标准饮食或高糖饮食，随后利用能引起机体结肠损伤的名为DSS的化学物质来处理动物，并模仿炎性肠病所诱发的机体症状；让研究人员震惊的是，所有喂食高糖饮食的小鼠都会在9天内死亡，相比而言，喂食标准化饮食的小鼠都存活到了14天实验的结束时间。为了理解到底是什么样的机制能让糖类对炎性肠病小鼠如此致命，研究人员观察了小鼠机体的结肠组织，结肠中拥有一层特殊的上皮细胞层，这些细胞能排列成为手指状的突起，称之为隐窝（crypts），在健康结肠中，这些细胞能通过每个隐窝底部的分离中的干细胞来不断进行补充。

结肠的上皮组织就好像一个传送带一样，细胞需要花费5天时间才能从底部到隐窝的顶部进行循环，并在顶部脱落到结肠中并被排出体外，我们基本上会每隔五天就会制造出一个全新的结肠。研究者Hand表示，当给予高糖饮食的小鼠提供DSS时，这种回路就会崩溃，在一些动物机体中，上皮细胞的保护层就会完全丢失，从而引起结肠充满血液和免疫细胞。出乎意料的是，高糖饮食对于利用DSS治疗的无菌小鼠而言或许同样也是致命的，这就表明，糖类会直接影响结肠的功能，而不是像研究人员预测的那样会依赖于肠道微生物组。下一步，研究人员测试了糖类影响小鼠和人类结肠类器官（colonoids）的机制，结肠类器官是一种罂粟籽大小的微型肠道组织，其能在实验室培养皿中进行生长。随着葡萄糖、蔗糖和果糖浓度的增加，结肠类器官的数量就会减少，且其生长速度会变慢，这就表明，糖类会影响细胞的分裂。

揭示高糖饮食恶化炎性肠病背后的分子机制。

图片来源：Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology (2023). DOI:10.1016/j.jcmgh.2023.05.001

研究者表示，干细胞会在糖类存在的时候分裂地更慢，或许是太慢了所以无法修复结肠组织的损伤，同时研究者还观察到了另外一件奇怪的事情，即细胞的新陈代谢或许是不同的，这些细胞通常喜欢脂肪酸，但当在高糖状态下生长后，其似乎就会被锁定成使用糖类的模式。在含糖条件下，细胞的代谢途径会发生很大变化，而且其会产生较低水平的ATP（能驱动细胞过程的能量提供分子），研究人员推测，这种细胞通路的重塑会抑制干细胞分裂的能力，并减缓结肠内壁的更新以及加速炎性肠病患者机体肠道的损伤。

据研究者Hand介绍，这些研究结果或能帮助解释其它研究，即将含糖饮料（包括苏打水、软饮料和果汁）与炎性肠病患者机体健康负面结果相联系起来。如果你吃了一个苹果或橘子，那么你摄入了很多趟，但这些糖会被锁定在水果的细胞里，因此机体需要很长时间来消化并打开这些细胞从而获取糖分子，而如果你喝了苏打水，那么所摄入的糖类在进入机体肠道的一瞬间就能被机体所获得，而且我们会在短时间内摄入大量的糖类，本文研究结果表明，摄入高水平的糖类或许会对炎性肠病患者机体结肠的修复产生负面的影响。

研究人员通过联合研究共同聚焦于理解饮食和机体免疫反应是如何影响炎性肠病病情进展的。Hand说道，我认为我们需要进一步深入调查什么样的饮食会对存在肠道损伤的患者有益，无论是从炎性肠病或是从放疗手段治疗结肠癌的角度来考虑；这是关于结肠损伤的营养食品策略，或是为特定患者寻找合适饮食的想法。综上，本文研究结果表明，短期过量的膳食蔗糖摄入或许会直接调节肠道隐窝细胞的代谢，并抑制肠道干细胞/转运放大细胞（ISC/TA cell）的再生增殖，这一研究结果或许有望为更好地开发支持治疗急性肠道损伤的饮食策略提供参考和依据。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Ansen H P Burr,Junyi Ji，Kadir Ozler, et al. Excess dietary sugar alters colonocyte metabolism and impairs the proliferative response to damage, Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology (2023). DOI:10.1016/j.jcmgh.2023.05.001