腸道幹細胞是小腸上皮能以較快速度自我更新的關鍵，惟其再生速率隨老化而下降。不過，最新小鼠研究觀察發現：藉由斷食，促使細胞改以氧化脂肪為主要能量來源，可活化 PPAR 此一轉錄因子，使得老化腸道幹細胞亦可有較佳的分化能力與速度。
腸道幹細胞
作為諸多消化酶的反應場所，並面對食物中潛在的外來病原以及既有的寄生菌叢，消化道除了有著自成一格的免疫系統外，汰舊換新的速率亦是一大關鍵。以小腸為例，絨毛狀上皮細胞平均僅五至七日，便由新分裂出的細胞所取代、更新。
在絨毛與絨毛間凹陷處，為數相對稀少的小腸幹細胞 ( Intestinal Stem Cells， ISC ) ，是小腸能有如此快速更新速率的支持條件之一。與常耳聞由胚胎取出的多能 ( pluripotent ) 幹細胞不同，ISC 屬專能 ( multipotent ) 幹細胞 ，僅能自我分生或分化為特定類型的小腸上皮。然而隨著個體年齡的增長，其再生速率亦受影響，使得小腸在遭遇損傷或感染後，需要更長的時間方可復原。
低熱量飲食改變細胞代謝
然一麻省理工學院的醫學研究團隊，卻在小鼠實驗中發現：在小鼠歷經 24 小時斷食後，將其 ISC 取出並於培養皿中培養。在一定時間內，源自斷食小鼠的 ISC，相較於來自控制組中未斷食小鼠的 ISC，有著更佳的分化能力，分裂出更多近似小腸上皮的類器官 ( organoid ) 組織。而此現象，與年齡無關。意味著：斷食可在一定程度上重振老化ISC的功能。
深究其原理，在於長時間低熱量飲食，改變了細胞既有以葡萄糖為主的代謝途徑，活化過氧化物酶體增殖物活化受體 ( Peroxisome Proliferator-Activated Receptors，PPAR )，改以氧化脂肪為主要能量來源。而 PPAR 此一轉錄因子 ( transcription factor )，除影響包含脂肪在內的新陳代謝外，亦藉由改變基因表達，影響細胞的分化與發育。
藉由操控 PPAR 達到相同效果
研究人員又試圖阻斷該代謝途徑，或以 PPAR 的相似物取代之，發現可有效抵銷斷食在老化 ISC 上的正面效果，或在未經歷斷食的小鼠身上重現。雖已有多篇研究指出低熱量飲食對人類壽命長短或有正面影響，但藉由操作此單一轉錄因子，便可使個體在無需實際斷食的前提下，得以重振老化 ISC 原有的再生能力。或為往後發展，尤其進一步實際應用於人體的方向之一。
參考資料：
- Mihaylova, M.M. et al. (2018, May 3). Fasting Activates Fatty Acid Oxidation to Enhance Intestinal Stem Cell Function during Homeostasis and Aging. Cell Stem Cell.
- Umar, S. (2011, October 1). Intestinal stem cells. Curr Gastroenterol Rep.
- Trafton, A. (2018, May 3). Fasting boosts stem cells’ regenerative capacity. MIT News.
- MNT Editorial Team. (2017, July 19). What are stem cells? Medical News Today.