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加州大学圣芭芭拉分校新闻

地平线上的希望

遗传性和相对常见的多囊肾疾病(PKD)长期以来被认为是进行性和不可逆的,随着充满液体的囊肿在肾脏内形成、生长并最终导致器官功能丧失,使患者长期、缓慢和痛苦地衰退。

一旦肾脏衰竭,PKD患者通常每周需要透析几次或必须进行肾脏移植。更糟糕的是,许多其他与pkd相关的情况和并发症增加了患者的健康负担,包括高血压、血管问题和肝脏囊肿。这还不包括医疗费用和生活质量的降低。

寻找治疗方法的进展一直很缓慢,只有一种药物被证明可以减缓——但不能停止——PKD的进展。

但是现在,多亏了加州大学圣巴巴拉分校的生物化学家托马斯·韦姆布斯、博士后研究员雅各布·托雷斯和他们的团队所做的研究,解决办法可能就在你的餐叉末端。他们发现,饮食可能是治疗PKD的关键。

“这是令人惊讶的有效——比我们测试过的任何药物治疗都有效,”Weimbs说,他的工作主要集中在多囊肾病和相关肾脏疾病的分子机制上。他们的研究发表在《细胞代谢》杂志上。

在之前的研究中,研究小组发现,在小鼠模型中减少食物摄入会减缓多囊肾的生长;但当时,他们不知道为什么。在他们的新论文中,科学家已经确定了减缓疾病进展的具体代谢过程。

最好的部分?这是一个我们很多人都很熟悉的过程。

“有一种方法可以通过饮食干预避免囊肿的发展,从而导致酮症,”Weimbs说。

你没听错:酮症,流行饮食的潜在代谢状态,如生酮饮食,在较小程度上,有时间限制的进食(一种间歇性禁食的形式),已经在Weimbs小组的研究中被证明可以延缓甚至逆转PKD。

Weimbs解释说:“这些囊肿似乎很大程度上依赖于葡萄糖。”在有PKD倾向的人群中,现代文化中高碳水化合物、高糖饮食中不断提供的糖有助于充满液体的囊的生长和发育。

“酮症是禁食的自然反应,”Weimbs说。“当我们禁食时,我们的碳水化合物储备很快就会用完。为了不死亡,我们的身体转换到另一种能量来源,那就是我们的脂肪储备。他继续说,脂肪储备被分解成脂肪酸和酮类,它们取代葡萄糖为身体提供能量。Weimbs团队发现,血液中酮类物质的存在尤其会抑制肾囊肿的生长。随着稳定的供应,酮类化合物在动物实验中起到了扭转这种状况的作用。

典型西方饮食的问题在于,我们几乎从不陷入酮症:我们几乎整天都在吃高碳水化合物、高糖的食物,以确保自己有持续的葡萄糖供应。在生酮饮食中,当生酮节食者专注于非碳水化合物食物时,身体典型的“能量来源”——葡萄糖——被剥夺,最终迫使他们的身体模仿禁食反应。与此同时,有时间限制的进食者通过将进食时间限制在一天中的一小部分来达到这种状态,剩下的16-20个小时留给身体来消耗碳水化合物和糖类,转化为酮症。

Weimbs说,酮实际上是三种不同的自然产生的分子。特别有趣和有效的是一种被称为BHB(-羟基丁酸盐)的物质,据研究表明,它“影响PKD中涉及的许多信号通路”。研究小组发现,只要给PKD的老鼠喂食酮,它们就能产生酮病的有益效果,而不需要特殊的饮食限制。

Weimbs说:“这真的很神奇。”“除了正常的高碳水化合物饮食,他们可以整天吃,如果我们给他们吃BHB,他们就没事。在饮用水中接受BHB治疗五周后,大鼠多囊肾与正常肾脏“几乎无法区分”。

事实上,研究人员对他们的结果感到非常惊讶,他们认为自己犯了一个错误。“BHB治疗的效果让我非常惊讶,我不得不去复查所有动物的基因型,以确保它们一开始就有PKD,”该论文的第一作者托雷斯说。“这种效果真的是我以前从未遇到过的。

“这项研究的影响对PKD领域有着巨大的影响,”托雷斯继续说。他说,这为从代谢角度理解PKD的病理提供了一个框架,并为可用于治疗的生酮饮食增加了另一种疾病。“随着我们对疾病模型中出现的问题了解得越来越多,我们的发现也对在基础水平上理解细胞代谢产生了影响。”我真的很期待在这个领域的研究的未来,因为我们探索这个新的空间,并揭示更多关于PKD的真实情况。”

帮助酮症
是很可能达到酮症只是通过避免碳水化合物或禁食一段时间。“让你自己的身体产生BHB是一种非常自然的方式,”Weimbs说。“所以限时饮食是可行的。”

但是成功解决饮食相关问题的关键是一致性。几乎问任何一个减肥者,他们都会告诉你,坚持减肥是困难的。

对于那些患有多囊肾的人来说,无论他们是否需要减肥或希望改变饮食习惯,他们都需要酮病的帮助,Weimbs实验室正在开发一种膳食补充剂,将BHB添加到他们的日常摄入中。这一正在申请专利的营养补充将类似于作为能量助推器提供的商业可用的酮类产品,但专门为支持肾脏健康而制定。

Weimbs说:“我们想要确保我们不会把任何有害物质放入有潜在肾功能损害的人体内。”“已经有一些酮类产品含有大量的钾和其他有害成分。”

此外,Weimbs实验室最近发现,这种正在开发的补充剂与另一种营养素相结合,可以通过与BHB完全不同的机制抑制PKD中的囊肿形成,从而从两个方面解决这个问题。虽然不是一种药物——因此更便宜,基本上没有严重的副作用——但这种补充剂是打算供那些在医疗监督下使用的。Weimbs团队的成员正计划进行一项临床试验,在PKD患者身上测试他们的补品混合物。假设一切进展顺利,他们计划成立一家公司,使之成为现实。

Weimbs说:“我们真的很兴奋,我们可以提供一种补充剂,它可能比单纯的饮食干预能帮助更多的人。”

这项研究也由UCSB的Samantha Kruger、Caroline Briderick、Tselmeg Amarlkhagva和Shagun Agrawal进行;密苏里大学的John R. Dodam和Leslie A. Lyons以及阿拉巴马大学的Michal Mrug。

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://www.news.ucsb.edu/2019/019671/hope-horizon