飲食限制如何延緩大腦衰老和延長壽命

眾所周知，熱量限制可以改善健康，延長壽命，但它如何做到這一點，尤其是保護大腦，至今仍然是一個謎。巴克衰老研究所（Buck Institute for Research on Aging）的科學家們近日深入解析了一種名為OXR1的基因的作用，它對延緩衰老和延長壽命至關重要。

研究團隊還展示了詳細的細胞機制，說明了飲食限制如何延緩衰老，并減緩神經退行性疾病的進展。這項研究成果發表在《Nature Communications》雜志上，還確定了年齡相關性神經退行性疾病的潛在治療靶點。

文章**作者、巴克衰老研究所的Kenneth Wilson博士稱：“當人們限制進食量時，他們通常認為這可能會影響他們的消化道或脂肪堆積，但不一定會影響大腦。事實證明，這種基因對大腦而言很重要。”

共同通訊作者、巴克衰老研究所的Pankaj Kapahi教授表示：“我們發現了一種神經元特異性反應，它介導了飲食限制對神經元的保護作用。間歇性禁食或熱量限制等策略可能會提高這種基因的水平，從而介導其保護作用。”

了解對飲食限制的反應為何有差異

在限制熱量后，不同個體和不同組織的反應存在很大差異，因此顯然有許多未被發現的過程在起作用。啟動這個項目的初衷是為了弄清為什么不同的人對飲食的反應不同。

研究團隊首先掃描了大約200個具有不同遺傳背景的果蠅品系。他們用兩種不同的飲食喂養這些果蠅，一種是正常飲食，另一種是飲食限制（只有正常營養的10%）。他們鑒定出5個基因，這些基因的變異在飲食限制的情況下會對壽命產生顯著影響，其中有2個基因可以在人類中找到對應的基因。

于是，他們選擇其中一個基因進行深入研究，也就是果蠅的“mustard基因”（mtd）以及人類和小鼠的“抗氧化基因1”（OXR1）。該基因可保護細胞免受氧化損傷，但其發揮作用的機制尚不清楚。人類如果缺乏OXR1基因會導致嚴重的神經功能缺陷和過早死亡。在小鼠肌萎縮性側索硬化癥（ALS）模型中，額外的OXR1可以提高小鼠的存活率。

大腦衰老、神經變性和壽命之間的關聯

為了弄清楚在神經元中活躍的基因如何影響整體壽命，研究團隊開展了一系列深入分析。他們發現，mtd/OXR1的表達會隨著年齡的增長而下降，而它與逆轉運復合體（retromer）相互作用，這種復合體負責回收蛋白質和脂質。OXR1的缺失會破壞逆轉運復合體的穩定性。Wilson解釋說：“逆轉運復合體是神經元中的一種重要機制，因為它決定了所有進入細胞的蛋白質的命運。”逆轉運復合體功能缺陷與年齡相關性神經退行性疾病有關，這些疾病可以通過飲食限制來保護，特別是阿爾茨海默病和帕金森病。

研究人員發現，當營養物質有限時，參與蛋白質再利用的逆轉運復合體通路在保護神經元方面發揮了關鍵作用。他們發現，mtd/OXR1維持了逆轉運復合體的功能，這是神經元功能、健康大腦衰老和壽命延長所必需的。

“飲食正在影響這個基因。在少吃一些東西后，你實際上加強了細胞中蛋白質的回收機制，因為你的細胞增強了OXR1的表達，” Wilson談道。

研究小組還發現，提高果蠅體內的mtd表達可以延長它們的壽命，于是研究人員推測，在人類中，OXR1的過量表達可能有助于延長壽命。

“飲食會影響你身體內的所有過程，” Wilson說。“我認為這項研究支持了人們遵循健康飲食，因為食物的影響力比你想象得更大。”

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