首頁資訊 Cell子刊：吳江維/李曉苗團隊證實，生酮飲食減肥的關(guān)鍵在于GDF15

Cell子刊：吳江維/李曉苗團隊證實，生酮飲食減肥的關(guān)鍵在于GDF15

來源：泰然健康網(wǎng) 時間：2024年12月07日 10:50

撰文丨王聰
編輯丨王多魚
排版丨水成文

肥胖的流行導(dǎo)致代謝性疾病、心血管疾病甚至癌癥的健康負(fù)擔(dān)增加，影響著全球超過9億人。因此，肥胖對人類健康構(gòu)成了巨大威脅，并給公共衛(wèi)生系統(tǒng)帶來了沉重的負(fù)擔(dān)。由于運動干預(yù)的效果不佳以及抗肥胖藥物的安全性問題，飲食調(diào)整已被提出作為肥胖管理的有效策略和基石。

在過去的幾十年里，人們投入了大量精力探索各種碳水化合物、蛋白質(zhì)和脂肪水平的宏觀營養(yǎng)成分，以及間歇性禁食等熱量限制手段。然而，沒有一種適用于所有肥胖癥管理的飲食。重要的是為個體量身定制飲食建議并優(yōu)化依從性。

生酮飲食（ketogenic diet，KD）是一種高脂肪、高蛋白質(zhì)和極低碳水化合物（或無碳水化合物）的飲食模式，已成為肥胖管理的替代選擇。

生酮飲食已被證實是一種成功的飲食方法，在過去十年中迅速引起了研究關(guān)注。它增加了循環(huán)系統(tǒng)中的酮體，可作為葡萄糖的替代能源。在小鼠中，生酮飲食已被證明可以降低血糖，提高胰島素敏感性，甚至提高壽命和“健康跨度”。而在人類中，自20世紀(jì)70年代以來，生酮飲食已被用于減少癲癇患者的發(fā)作。目前，生酮飲食正在評估用于多囊卵巢綜合征、多囊腎病、慢性疼痛、神經(jīng)退行性疾病、流感病毒感染、癌癥等疾病的治療，以及作為普通個人或?qū)I(yè)運動員的營養(yǎng)方法。在這些多功能中，生酮飲食對肥胖管理的有益影響吸引了大量關(guān)注和許多追隨者，然而，其潛在機制目前仍然不清楚。2023年12月5日，西北農(nóng)林科技大學(xué)吳江維課題組聯(lián)合西京醫(yī)院內(nèi)分泌科李曉苗課題組，在 Cell Metabolism 期刊發(fā)表了題為：GDF15 is a major determinant of ketogenic diet-induced weight loss 的研究論文【1】。該研究表明GDF15是生酮飲食誘導(dǎo)的體重減輕的主要決定因素，并進一步揭示了其作用機制。該研究表明，生酮飲食降低了人類、豬和小鼠的能量攝入和體重，并伴隨著循環(huán)GDF15水平的升高。在GDF15或其受體GFRAL敲除的小鼠中，生酮飲食的這些有益代謝效應(yīng)消失了，表明了GDF15-GFRAL信號通路在生酮飲食介導(dǎo)的體重減輕中起著重要作用。該研究還證明了生酮飲食誘導(dǎo)的GDF15源于肝臟PPARγ的激活。生酮飲食對肥胖管理的有益效果在肝臟Pparγ敲除小鼠中顯著降低，而這可以通過AAV遞送的Gdf15基因過表達或重組GDF15蛋白顯著恢復(fù)?？偟膩碚f，這項研究揭示了以前未探索的GDF15依賴機制，該機制是生酮飲食介導(dǎo)的肥胖管理的基礎(chǔ)。

生長分化因子15（GDF15）是轉(zhuǎn)化生長因子β（TGF-β）超家族的一個獨特成員，于20世紀(jì)90年代末被多個實驗室首次鑒定。在廣泛的細(xì)胞應(yīng)激（例如肥胖、心臟和腎臟衰竭、慢性肝病和各種癌癥）和線粒體疾病中，GDF15的循環(huán)水平顯著升高，被廣泛認(rèn)為是一種有潛力的生物標(biāo)志物。GDF15的表達可以在多種組織（例如肝臟、腎臟、腸道和胎盤）中受到多種不同刺激誘導(dǎo)。在肥胖誘導(dǎo)條件下，通過轉(zhuǎn)基因過表達GDF15或使用藥物激活GDF15可改善代謝參數(shù)，因此，GDF15成為肥胖預(yù)防和治療的新靶點。其同源受體GFRAL于2017年底被鑒定。這些突破性發(fā)現(xiàn)激發(fā)了人們探索GDF15的調(diào)節(jié)及其在肥胖治療中的熱情。GDF15的一個特征是抑制食物攝入，多項研究反復(fù)表明，生酮飲食的動物的食物攝入量減少，這表明GDF15與生酮飲食的肥胖管理之間存在潛在聯(lián)系。在這項研究中，研究團隊探討了GDF15在生酮飲食介導(dǎo)的體重減輕和相關(guān)有益代謝效應(yīng)中的作用。該研究顯示，生酮飲食可誘導(dǎo)循環(huán)GDF15的輕度升高，從而抑制能量攝入并減少體脂量。使用Gdf15?/?或Gfral?/?小鼠模型，證明了GDF15-GFRAL軸對生酮飲食帶來的體重減輕效果至關(guān)重要。該研究還進一步證實了生酮飲食誘導(dǎo)的GDF15源于肝臟PPARγ的激活。生酮飲食對肥胖管理的有益效果在肝臟Pparγ敲除小鼠中顯著降低，而這可以通過AAV遞送的Gdf15基因過表達或重組GDF15蛋白顯著恢復(fù)?？偟膩碚f，這些研究結(jié)果揭示了生酮飲食對肥胖管理的效果依賴于GDF15。

而在2022年2月，吳江維教授團隊在 PLOS Biology 期刊發(fā)表了題為：Camptothecin effectively treats obesity in mice through GDF15 induction 的研究論文【2】。

該研究發(fā)現(xiàn)并證實抗癌藥喜樹堿能夠促進GDF15表達水平，從而抑制小鼠的食物攝入，發(fā)揮抗肥胖作用。這項研究為開發(fā)抗肥胖藥物提供了一條有希望的新途徑。

西北農(nóng)林科技大學(xué)博士研究生盧軍鋒、已畢業(yè)碩士朱夢清、夏博副教授及西京醫(yī)院內(nèi)分泌科張娜娜醫(yī)生為論文共同第一作者，西北農(nóng)林科技大學(xué)吳江維教授、西京醫(yī)院內(nèi)分泌科李曉苗主任為論文共同通訊作者。

論文鏈接：

1. https://doi.org/10.1016/j.cmet.2023.11.003

2. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3001517

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