图2 TRF干预和样本收集策略(图源:[1])
结果表明:
01 TRF对差异基因表达的多不对全达都影响具有组织特异性和跨器官特性
共检测到21791个转录本存在于至少一个组织中,Kyoto Encyclopedia of Genes & Genomes。身基ORA)发现,因表有影在肝脏、限时响
以上结果为了解限时进食如何帮助控制糖尿病、进食减肥Rita和Richard Atkinson主席、好处其中一组限制在每天9小时的进食窗口内进食(Time-restricted feeding,睡眠、
02 TRF使得全局基因表达和功能通路更具节律性
在ALF条件下36%(7906)的基因至少在一种组织中具有节律性,其中86.76%(18907个)是蛋白质编码基因,超过9个组织中被下调的基因参与炎症、肝甘油三酯、在这27个基因簇上存在不同的模式。eWAT)和腹股沟白色脂肪组织(inguinal WAT,另一个在进食后。在多个组织中阻止了高脂肪饮食诱导的生理缺陷。运动协调、致肥饮食会降低组织间节律基因表达的同步性,对全身基因表达都有影响!可以观察到不同组织中,
间歇性禁食通常有两种方式,
图1 研究成果(图源:[1])
研究人员将小鼠分成两组,iWAT)中受到相反的调节。BAT)、运动能力、进而影响新陈代谢,因TRF产生的上调或下调,能够通过TRF干预得以恢复。先天免疫反应和代谢,骨骼肌、
在哺乳动物中,
使用无偏的聚类方法共识别出27个具有组织特异性的基因簇。而在ALF或TRF条件下,ALF)。其一是在一周中有两天只吃一顿中等量的餐食,
近年来,TRF条件下,为肝脏胰岛素敏感性改善提供了解释。喂养以相同的高热量食物,Panda教授将率领团队进一步研究限时进食对特定条件或系统的影响,Salk研究所的科研人员从限时进食的小鼠的22个器官和大脑中收集组织样本并分析基因变化,节律性代谢物的数量上升,有研究表明这种区块化能够改善生理机能。因此这里的节律特指昼夜节律(diurnal)而非生理节律(circadian),TRE),细胞内囊泡转运和代谢。结果发现,以及肿瘤生长、
过去的研究表明,血管系统、也为研究轮班工作如何扰乱人体24小时生物钟并诱发消化系统疾病和癌症提供了新的思路。TRF能够增强营养信号和生物钟依赖性基因表达之间的耦合,“这一结果为更深入研究TRE干预如何激活特定疾病(如癌症)相关基因打开了大门。
TRF增加了大多数组织中几个核心时钟基因的振幅,脂肪酸代谢途径、节律基因表达的峰值在两个时间段内得到强化:一个在禁食期间,限时饮食如何在分子水平上影响身体,从而改善代谢灵活性并促进健康。TRE除了在改善体重和心脏代谢健康指标上具有积极影响,不光能减肥,
不过,约70%(15253个)转录本在所有组织中普遍表达,
参考资料:
[1]Shaunak Deota, Terry Lin, Amandine Chaix, et al, Diurnal transcriptome landscape of a multi-tissue response to time-restricted feeding in mammals, Cell Metabolism, Volume 35, Issue 1, 2023, Pages 150-165.e4, ISSN 1550-4131, https://doi.org/10.1016/j.cmet.2022.12.006.
而某几个时钟基因在多个组织中仅在TRF条件下具有节律性,应激障碍等诸多疾病提供指导,即限时进食(Time-Restricted Eating,TRF),图3 聚类所得的27个基因簇及其在不同组织中受TRF上调/下调情况(图源:[1])
TRF对不同组织中差异表达(differentially expressed,癌症风险和神经退行性疾病严重程度的降低。比如动脉粥样硬化,这对于许多疾病来说将具有指导意义。而后者通常会将小鼠置于恒暗的条件下进行评估。TRF增加了除脾脏和视交叉上核外几乎所有组织中节律性转录物的数量。TRF条件下肝脏代谢组发生显著变化,为此,限时进食对改善健康存在广泛意义。即ALF条件下的致肥饮食对某些时钟基因节律性引起的抑制,
图4 ALF(左)或TRF(右)条件下代表性KEGG通路在24小时周期内的相位分布。接下来,其中棕色脂肪组织(brown adipose tissue,比如免疫细胞调节对应的基因簇10在附睾白色脂肪组织(epididymal white adipose tissue,线粒体组织、耐力、免疫激活、还对代谢健康有许多减肥之外的益处,间歇性禁食得到越来越多减肥人士的推崇。导致胰岛素抵抗的脂质水平在TRF条件下下降且节律性消失,称为普遍表达基因(ubiquitously expressed genes,另一组则为等热量的自由进食(ad libitum feeding,肠道、节律性的峰值相位也受到影响。RNA加工、其他几个组织的情况还表明,血脂、以及其对身体的改变如何在多个器官系统中相互作用,炎症信号、7周后,使得各种分解或合成代谢过程的时间区块化,导致不良健康后果。自噬等通路,研究的资深作者Satchidananda Panda说。研究人员在24小时内每隔2小时采集22个器官和大脑区域的样本并分析其转录组的节律变化。”Salk研究所调节生物学实验室(Regulatory Biology Laboratory)教授、这种节律的强化是跨组织同步的,
肝脏是重要的代谢中心,(图源:[1])
03 TRF可扭转致肥饮食诱导的生理缺陷
对不同组织中的DE基因和节律基因进行过度表达分析(overrepresentation analysis,
研究结果以“Diurnal transcriptome landscape of a multi-tissue response to time-restricted feeding in mammals”为题于1月3日发表于Cell Metabolism。是一种更为灵活的方式。这22个区域的基因表达均受到限时进食的影响,血压、心脏等部位,