“輕斷食”風(fēng)行全球，但長(zhǎng)期輕斷食者也許要在減脂和秀發(fā)之間作出抉擇。

西湖大學(xué)公眾號(hào)12月14日推文稱(chēng)，生命科學(xué)領(lǐng)域國(guó)際頂刊《細(xì)胞》雜志當(dāng)天在線(xiàn)發(fā)表了該校生命科學(xué)學(xué)院特聘研究員張兵團(tuán)隊(duì)的研究成果，指出間歇性禁食會(huì)誘發(fā)激活的毛囊干細(xì)胞凋亡，從而抑制毛囊再生和毛發(fā)生長(zhǎng)。

間歇性禁食即輕斷食，研究顯示，輕斷食有助于減重，還可以改善代謝健康、減輕炎癥、提升注意力，但鮮有提及其對(duì)人體可能的負(fù)作用。

張兵團(tuán)隊(duì)主要研究系統(tǒng)性生理變化如精神壓力，代謝，衰老對(duì)各類(lèi)成體干細(xì)胞的調(diào)控機(jī)制。在哈佛大學(xué)博士后研究期間，張兵曾發(fā)現(xiàn)精神壓力導(dǎo)致白發(fā)的生物學(xué)機(jī)制，成為Nature 2020年度“十大科學(xué)發(fā)現(xiàn)”之一。

很多科學(xué)發(fā)現(xiàn)來(lái)自于“失誤”。2021年夏天，西湖大學(xué)干細(xì)胞與再生生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室一位科研實(shí)習(xí)的同學(xué)忘記投放飼料，讓小鼠餓了一天。在后續(xù)的毛囊取樣觀察中，這只小鼠出現(xiàn)了不少凋亡的毛囊干細(xì)胞。

“難道饑餓可以殺死毛囊干細(xì)胞？如果一次禁食會(huì)殺死小鼠的毛囊干細(xì)胞，那么輕斷食會(huì)不會(huì)影響毛囊再生和毛發(fā)生長(zhǎng)？”張兵思忖。此時(shí)，他自己正在“16/8限時(shí)進(jìn)食”，只在一天中的8個(gè)小時(shí)內(nèi)吃東西，其余16個(gè)小時(shí)不進(jìn)食。

“16/8限時(shí)進(jìn)食”是最流行的輕斷食方式，其它常見(jiàn)的還有隔日斷食、每周兩天斷食等。

研究團(tuán)隊(duì)為小鼠設(shè)計(jì)了三種進(jìn)食方案：正常飲食組、16/8限時(shí)進(jìn)食組、隔日禁食組。實(shí)驗(yàn)前所有小鼠被剃掉毛發(fā)，96天后，正常進(jìn)食組的小鼠毛發(fā)恢復(fù)如初，16/8限時(shí)進(jìn)食組、隔日禁食組只恢復(fù)部分區(qū)域的毛發(fā)，稀稀拉拉。

三組小鼠的毛發(fā)恢復(fù)情況對(duì)照  本文圖均為 西湖大學(xué)微信公眾號(hào) 圖

研究人員推論，間歇性禁食組小鼠的毛發(fā)再生出現(xiàn)問(wèn)題是因?yàn)閿z入的卡路里總量變少。為精確檢測(cè)進(jìn)食量和代謝指標(biāo)，小鼠被放入“代謝籠”中。

“代謝籠”實(shí)驗(yàn)裝置。  

沒(méi)想到，“劇情”反轉(zhuǎn)。輕斷食的小鼠變“精”了，在有食物時(shí)比平時(shí)吃得多。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，三組小鼠的食物攝取總量并無(wú)顯著差異。

“也許，毛囊干細(xì)胞調(diào)亡與每次禁食的時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)？”研究團(tuán)隊(duì)調(diào)整方案后發(fā)現(xiàn)，毛囊干細(xì)胞凋亡的嚴(yán)重程度與禁食時(shí)間的長(zhǎng)短正相關(guān)。每天禁食時(shí)間延長(zhǎng)到21小時(shí)后，小鼠的毛發(fā)再生幾乎被完全抑制；每天禁食時(shí)間縮短為12小時(shí)，毛發(fā)生長(zhǎng)恢復(fù)正常。這些小鼠攝入的卡路里總量仍沒(méi)有明顯改變。

“為什么長(zhǎng)時(shí)間斷食會(huì)殺死毛囊干細(xì)胞？”通過(guò)深入研究，一種由大腦指揮、多器官參與的機(jī)體系統(tǒng)反應(yīng)浮出水面。

研究顯示，饑餓時(shí)，小鼠的“瘦素”（一種由脂肪組織分泌的激素）分泌減少，導(dǎo)致下丘腦-垂體-腎上腺軸激活，由腎上腺向血液中釋放皮質(zhì)醇和腎上腺素。它們進(jìn)入皮膚，調(diào)動(dòng)真皮脂肪細(xì)胞進(jìn)行分解，釋放出游離脂肪酸——相比葡萄糖，脂肪酸是更高效的能量供給方式。

毛囊的再生由毛囊內(nèi)部的干細(xì)胞驅(qū)動(dòng)，干細(xì)胞激活，使毛囊進(jìn)入生長(zhǎng)期，促進(jìn)毛發(fā)生長(zhǎng)。張兵團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，剛激活的毛囊干細(xì)胞“受不了”脂肪酸代謝。真皮脂肪細(xì)胞分解釋放的大量游離脂肪酸圍繞在毛囊干細(xì)胞周?chē)蛊滢D(zhuǎn)向脂肪酸氧化代謝。然而，脂肪酸氧化代謝直接導(dǎo)致激活的毛囊干細(xì)胞凋亡，毛囊再生被按下暫停鍵。

當(dāng)小鼠再次進(jìn)食，靜息的毛囊被再度激活，又在下一輪禁食中凋亡。處于長(zhǎng)期間歇性禁食的小鼠，毛囊干細(xì)胞從靜息狀態(tài)不斷轉(zhuǎn)向激活狀態(tài)，又在接下去的禁食中因氧化應(yīng)激（生物體內(nèi)氧化與抗氧化作用失衡的狀態(tài)）消亡。長(zhǎng)期反復(fù)的禁食，過(guò)度消耗了毛囊干細(xì)胞。

脂肪（淺黃色部分）分解后釋放大量游離脂肪酸，剛蘇醒的毛囊干細(xì)胞（淺綠色部分）開(kāi)始凋亡，間歇性禁食讓此過(guò)程不斷反復(fù)。

明確這一機(jī)制后，張兵團(tuán)隊(duì)與西湖大學(xué)醫(yī)學(xué)院鄭鉅圣團(tuán)隊(duì)合作，在校內(nèi)展開(kāi)人群試驗(yàn)，志愿者保持間歇性禁食，并在后腦剃去1平方厘米的頭發(fā)，觀察恢復(fù)情況。實(shí)驗(yàn)表明，間歇性禁食導(dǎo)致毛發(fā)生長(zhǎng)速度明顯下降，只是相比小鼠而言程度較輕。對(duì)人毛囊干細(xì)胞和毛囊的體外培養(yǎng)結(jié)果也顯示，對(duì)游離脂肪酸的利用會(huì)導(dǎo)致其自由氧升高和細(xì)胞凋亡。

“從演化的視角看，人類(lèi)的祖先吃飽是偶然，饑餓才是常態(tài)，機(jī)體面對(duì)饑一頓飽一頓的現(xiàn)實(shí)做出精細(xì)化的應(yīng)對(duì)策略，即使同在皮膚組織，表皮干細(xì)胞和毛囊干細(xì)胞也形成了不同的生存之道。”張兵說(shuō)，間歇性禁食似乎觸發(fā)了古老的“剎車(chē)”機(jī)制，暫停一些組織、器官的再生活動(dòng)，以適應(yīng)食物供應(yīng)的波動(dòng)，在這個(gè)適應(yīng)過(guò)程中，毛囊再生、毛發(fā)生長(zhǎng)成了“犧牲品”。

實(shí)驗(yàn)中，研究人員曾嘗試每天給禁食的小鼠使用抗氧化劑，毛囊干細(xì)胞的凋亡被阻止，小鼠又開(kāi)始長(zhǎng)毛，團(tuán)隊(duì)正利用這一發(fā)現(xiàn)尋找促進(jìn)人類(lèi)毛囊再生和加快生長(zhǎng)的新方法。