作者:Juan Belmonte 来源:《细胞》 发布时间:2020/3/1 11:08:52
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限制卡路里摄入可以延长寿命

 

热量限制对细胞功能各方面的影响,其总体结果是减少了炎症和许多与衰老相关基因的活性。

Concepcion Rodriguez Esteban 和Juan Carlos Izpisua Belmonte(右)  图片来源:Salk Institute

 

如果你想增强免疫系统,减少全身的炎症,延缓与年龄相关疾病的发生,活得更长,那么就少吃食物。

这是来自中美科学家的一项新研究的结论,该研究提供了迄今为止关于限制热量饮食对老鼠细胞影响的最详细报告。

虽然热量限制的好处早已为人所知,但新结果表明,这种限制可以防止细胞通路的老化。相关论文2月28日刊登于《细胞》。

“我们已经知道限制卡路里的摄入可以延长寿命,但现在我们展示了在单细胞水平上出现的变化。”该论文资深作者、美国索尔克研究所基因表达实验室教授Juan Carlos Izpisua Belmonte说,“这给了我们一个目标,最终能够用药物治疗人类衰老。”

衰老是许多人类疾病的最高危险因素,包括癌症、痴呆、糖尿病和代谢综合征。在动物模型中,热量限制已被证明是对抗这些与年龄有关疾病的最有效干预措施之一。尽管研究人员知道,随着生物体的衰老,单个细胞会发生许多变化,但他们不知道热量限制会如何影响这些变化。

在这篇新论文中,Belmonte与首都医科大学宣武医院、北京协和医院和中国科学院等机构的合作者,比较了摄入热量少30%的老鼠和正常饮食的老鼠之间的区别。这些参与饮食控制的动物月龄在18个月到27个月之间。(对人类来说,这大致相当于从50岁到70岁的人遵循卡路里限制饮食。)

在饮食开始和结束时,研究人员从56只老鼠的40种细胞类型中分离和分析了总共168703个细胞。这些细胞来自脂肪组织、肝脏、肾脏、主动脉、皮肤、骨髓、大脑和肌肉。在每个分离的细胞中,研究人员使用单细胞基因测序技术测量基因的活动水平。他们还研究了任何给定组织中细胞类型的整体组成。然后,他们比较了每种饮食中的老龄鼠和幼鼠的差异。

结果显示,正常饮食的老鼠变老时发生的许多变化,没有出现在限制饮食的老鼠身上。即使到了老年,吃得少的动物的许多组织和细胞也与年轻老鼠的组织和细胞非常相似。总的来说,在正常饮食的老鼠组织中,57%的细胞组成的年龄相关变化在热量限制饮食的老鼠中没有出现。

“这种方法不仅告诉我们热量限制对这些细胞类型的影响,而且还提供了最完整和详细的研究,分析衰老过程中单细胞水平上发生了什么。”论文联合通讯作者、中国科学院生物物理研究所的刘光慧说。

受饮食影响最大的一些细胞和基因,与免疫、炎症和脂质代谢有关。几乎每个被研究的组织的免疫细胞数量都随着对照组老鼠的衰老而显著增加,但是在限制热量摄入的老鼠中却没有受到年龄的影响。在褐色脂肪组织中,热量限制饮食使许多抗炎基因的表达水平恢复到年轻动物的水平。

研究人员表示,这项研究的主要发现是,在衰老过程中炎症反应的增加可以被热量限制系统地抑制。

他们还发现,转录因子——可以广泛改变许多其他基因活动的开关——也被热量限制所改变,而且其中一个脱颖而出。在23种不同类型的细胞中,转录因子Ybx1的水平被饮食改变。研究人员认为Ybx1可能是一种与年龄有关的转录因子,并计划对其影响进行更多的研究。

论文另一位作者、索尔克研究所研究员Concepcion Rodriguez Esteban说:“人们说‘吃什么就是什么’,我们在很多方面都发现了这一点。随着年龄的增长,细胞状态显然取决于你与环境的互动,包括你吃了什么,吃了多少。”

研究人员目前正试图利用这些信息,发现衰老药物靶点,并开发延长寿命和健康寿命的战略。(来源:中国科学报 唐一尘)

相关论文信息:http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2020.02.008

 
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