Nature子刊:少吃点,更健康长寿

2021
01/27

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随着经济发展与社会进步,人类的寿命也越来越长,古人云“人生七十古来稀”,如今,我国的平均寿命都已经超过了70岁。在寿命已经越来越长的当下,人们的追求不仅仅是活得更久,还要活得更好,即所谓的健康寿命

社会和经济的进步,带来的一个明显改善就是绝大多数人不再忍饥挨饿,甚至要考虑营养过剩的问题。近年来,越来越多的研究表明,减少食物的摄入量,即所谓的饮食限制,会导致许多动物寿命更长,并且可以改善人类的健康,短期禁食甚至能够帮助癌症患者增强治疗效果。然而,饮食限制带来的这些积极作用背后的具体分子机制却并不十分清楚。

近日,德国马克斯·普朗克衰老生物学研究所的研究人员在 Nature 新子刊 Nature Aging 杂志发表了题为:Sestrin is a key regulator of stem cell function and lifespan in response to dietary amino acids 的研究论文。

研究团队在模式动物果蝇中鉴定到了一种名为Sestrin的蛋白质,该蛋白可调控饮食限制的有益作用,增加果蝇中Sestrin蛋白的含量,就能够延长其寿命,同时保护这些果蝇免受高蛋白饮食对寿命缩短的影响。研究团队还进一步证明,Sestrin蛋白是在果蝇肠道干细胞中发挥作用,从而改善果蝇健康状况。

如今,饮食限制的健康益处早已为人所熟知。目前已经清楚的是,限制某些食物成分,特别是蛋白质及特定的氨基酸,对健康的益处比单纯减少热量摄入更为重要。也就是说,少吃对健康有益,但是少吃某些特定食物更重要。

之前的研究已经证实,在分子水平上,mTOR信号通路对于延长寿命至关重要,mTOR通路能够感知营养水平,从而介导饮食限制的作用。如果进一步确认具体是那个因素影响了对细胞中营养水平的感知,尤其是氨基酸感知,以及该因素如何影响mTOR信号通路,将对揭示饮食限制益处的分子机制大有帮助。

此前,研究团队已经在mTOR信号通路中发现了一个在急性状态(短时饥饿后续营养刺激)下感应氨基酸的蛋白Sestrin,但还没有证据表明Sestrin蛋白在人体中具有氨基酸感应功能。因此,研究团队使用模式动物果蝇进行进一步研究。

研究团队通过CRISPR/Cas9基因编辑技术,突变掉了果蝇Sestrin蛋白中结合氨基酸的基团。使其丧失了结合某些氨基酸(包括BCAA和Met,亮氨酸、缬氨酸、异亮氨酸和甲硫氨酸)的能力。

Sestrin蛋白突变体——SesnR407A

研究团队发现,这种Sestrin蛋白突变的果蝇,mTOR信号通路活性降低,寿命更长。在蛋白质的饮食中,这种Sestrin蛋白突变的果蝇显示出改善的健康状况,能够保护高蛋白饮食对寿命缩短的影响。

特别有趣的是:研究团队发现,增加果蝇干细胞中Sestrin蛋白的含量,那么这些果蝇的寿命将比对照组果蝇延长约10%,此外,仅在肠道干细胞中增加Sestrin蛋白含量也可以防止高蛋白饮食的负面影响。这表明Sestrin蛋白是在果蝇肠道干细胞中发挥作用,从而改善果蝇健康状况,延长寿命

在肠道干细胞中过表达Sestrin蛋白,显著延长了果蝇寿命

该研究的第一作者陆炯明表示,小鼠实验也已经证实,Sestrin蛋白对于运动对健康的益处是必不可少的。因此,很期待验证Sestrin蛋白在人类中是否发挥类似于在果蝇中的延长寿命作用。鉴于这些研究结果,增加Sestrin蛋白活性的药物可能在将来成为减缓衰老的新方法。

该研究的通讯作者 Linda Partridge 表示,这些研究结果表明,Sestrin蛋白是一种新型的潜在抗衰老因子

总的来说,该研究表明,饮食限制(少吃)通过Sestrin蛋白介导,降低了肠道干细胞活性,维持肠道稳态,抑制mTOR信号通路,实现寿命延长。因此,Sestrin蛋白是饮食、干细胞功能与寿命之间的连接桥梁。

2019年10月,Linda Partridge 团队在 Nature 子刊 Nature Metabolism 杂志发表了一项题为:A nutritional memory effect counteracts the benefits of dietary restriction in old mice 的研究论文。

该研究表明,小鼠在年轻时期就开始减少食物摄入并维持,寿命更长,也更健康。早期限制饮食的小鼠,在老龄时改成随意饮食后,死亡率会迅速增加,表明年轻时就养成少吃的习惯,并长期坚持,才会对健康和寿命有益


总的来说,Linda Partridge 团队的这两项研究,都在提醒我们,吃得少,更健康长寿,而且,要想通过限制饮食达到健康长寿的目的,一是要尽早控制饮食二是要持之以恒


论文链接:

https://www.nature.com/articles/s43587-020-00001-7

https://www.nature.com/articles/s42255-019-0121-0

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关键词:
Nature,肠道干细胞,氨基酸,高蛋白,长寿,饮食,寿命,益处,研究

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