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饮食限制延长寿命的潜在机制

作者：武汉云克隆诊断试剂研究所 2022-06-02T17:05 (访问量:5539)

研究者一直在寻找延长寿命和提高生活质量的方法。长寿是一个复杂的现象，因为许多环境、行为、社会人口和饮食等因素影响着衰老和预期寿命的生理途径。营养摄入会对包括人类在内的所有物种的总体发病率和死亡率产生影响。细胞活动，例如新陈代谢、生长和衰老的调节，受到营养网络和营养感应通路的调节。多项研究已对包括卡路里限制、饮食限制和蛋白质限制在内的饮食干预措施进行了探讨，以了解它们对长寿的影响或通过对代谢健康的影响来预防与年龄相关的疾病。

1. FGF21是蛋白质限制所必需的，以延长寿命和改善代谢健康

饮食蛋白质限制越来越被认为是改善代谢健康的一种独特方法，人们对这种有益效果背后的机制越来越感兴趣。最近的研究表明，激素 FGF21 介导了年轻小鼠蛋白质限制的代谢作用。美国埃宁顿生物医学研究中心Christopher D. Morrison团队证明蛋白质限制可以延长寿命，减少虚弱，降低体重和肥胖，改善身体机能，提高葡萄糖耐量，并改变野生型雄性小鼠血清、肝脏和脂肪组织中的各种代谢标志物（图1）[1]。相反，缺乏 FGF21 的小鼠在生命早期未能表现出对蛋白质限制的代谢反应，并且在晚年表现出与年龄相关的体重减轻、身体机能下降、虚弱增加和寿命缩短。这些数据表明，对衰老雄性小鼠的蛋白质限制对寿命和代谢健康产生显著的有益影响，并且代谢激素 FGF21 对于这种饮食干预的抗衰老作用至关重要。

2. 磷酸乙醇酸磷酸酶同源物作为甘油-3-磷酸磷酸酶来控制健康寿命

由营养过剩和脂质积累引起的代谢应激是许多与年龄相关的疾病的根源，识别与卡路里限制有益效果相似的治疗靶点具有临床重要性。加拿大蒙特利尔糖尿病研究中心Marc Prentki团队使用秀丽隐杆线虫作为模型生物，研究了最近发现的哺乳动物细胞代谢核心酶甘油-3-磷酸磷酸酶(G3PP)(基因名Pgp)的作用[2]。他们在秀丽隐杆线虫中鉴定了三个Pgp同源物(pgph)，并在体内证明它们的蛋白产物具有G3PP活性，这对甘油的合成至关重要。PGPH/G3PP调节对各种胁迫的适应，特别是高渗透压和糖毒性。G3PP活性增强可以减少脂肪的积累，促进健康的衰老，起到类似于正常食物摄入的卡路里限制的作用（图2）。因此，PGPH/G3PP可以被认为是年龄相关代谢紊乱的靶点。

3. 热量限制的昼夜节律调整延长小鼠寿命

热量限制可以延长寿命，但其机制尚不清楚。在热量限制条件下，小鼠会自我实施 2 小时喂食和 22 小时禁食的慢性循环，这引发了卡路里、禁食或昼夜节律之间是否存在因果关系的问题。美国德州大学西南医学中心小彼得·奥唐奈脑研究所神经科学系JOSEPH S. TAKAHASHI团队的研究表明 30%热量限制足以将寿命延长 10%；然而，每日禁食间隔和昼夜节律调整共同作用可将雄性 C57BL/6J 小鼠的寿命延长 35%[3]。这些影响与体重无关。衰老诱导肝脏中与炎症相关的基因表达普遍增加，并降低代谢途径的基因编码成分的表达。夜间热量限制可以改善这些与衰老有关的变化（图3）。因此，热量限制的昼夜节律干预可以促进长寿，并为进一步探索衰老机制提供帮助。

参考文献

[1]Hill CM, Albarado DC, Coco LG, et al. FGF21 is required for protein restriction to extend lifespan and improve metabolic health in male mice[J]. Nat Commun. 2022;13(1):1897. (IF=14.919)

[2]Possik E, Schmitt C, Al-Mass A, et al. Phosphoglycolate phosphatase homologs act as glycerol-3-phosphate phosphatase to control stress and healthspan in C. elegans[J]. Nat Commun. 2022;13(1):177. (IF=14.919)

[3]Acosta-Rodríguez V, Rijo-Ferreira F, Izumo M, et al. Circadian alignment of early onset caloric restriction promotes longevity in male C57BL/6J mice [J]. Science. 2022; doi:10.1126/science.abk0297.(IF=47.728)

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