Cell|嚇死寶寶了！西湖大學張兵團隊發現長期輕斷食會減少發量

　　間歇性禁食因其潛在的健康益處而受到全球的歡迎，盡管它對體細胞干細胞和組織生物學的影響仍然難以捉摸。

　　近期，西湖大學張兵團隊在Cell 在線發表題為“Intermittent fasting triggers interorgan communication to suppress hair follicle regeneration”的研究論文，該研究報道了常用的間歇性禁食方案通過選擇性誘導活化的毛囊干細胞（HFSCs）凋亡來抑制毛囊再生。這種效應與熱量減少、晝夜節律改變或mTORC1細胞營養感知機制無關。

　　禁食激活皮膚中腎上腺和真皮脂肪細胞之間的串擾，觸發游離脂肪酸快速釋放到生態位，進而破壞HFSCs的正常代謝，提高其細胞活性氧水平，導致氧化損傷和細胞凋亡。一項隨機臨床試驗（NCT05800730）表明間歇性禁食抑制人類頭發生長。總之，該研究揭示了間歇性禁食對組織再生的抑制作用，并確定了在營養供應不穩定期間消除活化的HFSCs并停止組織再生的器官間通訊。

　　幾個世紀以來，齋戒一直是許多宗教團體的長期傳統。近年來，包括定期禁食或限時飲食計劃在內的各種間歇性禁食方案在全球越來越受歡迎。越來越多的證據表明，這些禁食模式不僅有益于代謝健康和體重控制，而且對組織健康也有深遠的影響，盡管這種影響的機制尚不清楚。

　　體細胞干細胞是維持和再生全身許多組織的驅動力。在組織內，體細胞存在于一個被稱為“生態位”的特殊微環境中。生態位整合來自局部和系統的信號，決定干細胞的命運，調節再生過程，以應對各種生理和環境變化，這對動物在自然界的適應和生存至關重要然而，間歇性禁食影響體細胞干細胞及其生態位的詳細機制尚不完全清楚。建立這些機制對于理解間歇性禁食對組織健康影響的根本原因至關重要。

　　先前的研究表明，禁食可以改善腸、肌肉和造血系統中多個體細胞干細胞群的功能和抗逆性。然而，間歇性禁食對其他外周組織（如皮膚）的影響尚未確定。從機制上講，間歇性禁食會延長兩餐之間的時間間隔，改變晝夜節律，減少總卡路里攝入量。然而，目前尚不清楚這些因素中的哪一個主要驅動間歇性禁食對體細胞干細胞和組織再生的影響。

文章模式圖（圖源自Cell ）

　　間歇性禁食會引起身體生理上的重大變化，但這些系統性變化傳遞給外周組織的途徑，以及特定的生態位成分是否在影響干細胞命運中發揮作用，在很大程度上仍然未知。最后，體細胞通常表現出獨特的代謝特征，在組織再生的不同階段利用不同的代謝程序。然而，這些固有特性是如何塑造它們對禁食的獨特反應的，目前尚不清楚。

　　研究人員在皮膚上研究了這些問題。在皮膚內，毛囊在毛囊干細胞（HFSCs）的周期性激活下，經歷生長（生長期）、退化（退化期）和休止（休止期）的循環階段，以產生新的毛發。在休止期，HFSCs在毛囊的鼓包和毛芽區域保持靜止。它們在生長素進入時變得短暫活躍，啟動毛囊再生并進行自我更新。此外，皮膚中不同類型的細胞在HFSCs周圍形成一個復雜的生態位，使其再生活動能夠根據外部刺激或生理變化進行調節。先前的臨床觀察表明，通過極低熱量飲食快速減肥的患者可能會出現脫發。然而，現代間歇性禁食對毛囊再生和頭發生長的影響尚不清楚。HFSCs的明確行為和頭發的可見性使毛囊成為研究各種間歇性禁食方案如何影響體細胞干細胞和組織生物學的理想系統。

　　該研究報道了常用的間歇性禁食方案通過選擇性誘導活化的毛囊干細胞（HFSCs）凋亡來抑制毛囊再生。這種效應與熱量減少、晝夜節律改變或mTORC1細胞營養感知機制無關。禁食激活皮膚中腎上腺和真皮脂肪細胞之間的串擾，觸發游離脂肪酸快速釋放到生態位，進而破壞HFSCs的正常代謝，提高其細胞活性氧水平，導致氧化損傷和細胞凋亡。一項隨機臨床試驗（NCT05800730）表明間歇性禁食抑制人類頭發生長。總之，該研究揭示了間歇性禁食對組織再生的抑制作用，并確定了在營養供應不穩定期間消除活化的HFSCs并停止組織再生的器官間通訊。

　　西湖大學生命科學學院特聘研究員張兵為論文的通訊作者，博士研究生陳晗、劉超和崔詩遙為本文的共同第一作者。本研究得到了西湖大學醫學院鄭鉅圣團隊和西湖大學醫學院附屬杭州市第一人民醫院張菊芳團隊的大力支持與合作。在此，團隊也感謝Ya-Chieh Hsu、Yejing Ge、馬秋富、何丹陽、李黨生和陳婷在論文投稿過程中的寶貴幫助。同時，感謝西湖大學實驗動物中心、質譜與代謝組學平臺、高性能計算中心、流式細胞術平臺、基因組平臺和顯微鏡平臺所提供的技術支持。本研究的部分資金來源于中國國家自然科學基金（面上項目32170850）、浙江省重點研發計劃（2024SSYS0031）、西湖實驗室、未來產業研究中心（RCIF）以及西湖大學合成生物學與生物智造中心的資助。