節食，延長壽命？科學家揭秘背後機制！

數十年來，科學家們已經知道，在大量的物種中，不造成營養不良的前提下限制某些營養成分的攝取能夠改善健康、延長壽命。但是這背後的分子機制依然是一個謎。

近日，發表在Aging Cell雜誌上題為「Reducing translation through eIF4G/IFG-1 improves survival under ER stress that depends on heat shock factor HSF-1 in Caenorhabditis elegans」的研究揭示了這一過程背後的重要遺傳途徑。

這一研究中，科學家們以秀麗隱桿線蟲為模型，調查了飲食限制積極影響背後的重要機制。這種線蟲是衰老研究的重要工具。因為它與人類共享了近一半的基因。此外，它們的壽命很短，只能存活2-3周，且在這段期間，能夠表現出清晰的年齡跡象，如肌肉質量損失、繁殖力和免疫功能下降、皮膚起皺等。

飲食限制（也稱卡路里限制）延長壽命的作用幾乎發生在每一種被測試的動物中。這種作用被認為是對惡劣環境條件的一種進化適應。在缺乏足夠食物的情況下，進化會使得有機體從生長模型（growth mode）向生存模式（survival mode）切換，從而使它們能夠活足夠長的時間，等待環境有所改善。

該研究的通訊作者Aric Rogers博士

背後機制與蛋白質有關

這項新成果是建立在研究小組早期研究的基礎上。先前的研究發現，飲食限制的作用與控制蛋白形成的基因抑制有關。在困難時期，機體會削減大量蛋白質的合成，調整細胞的能量用於產生應激反應蛋白。這類蛋白質能夠幫助延長壽命。

具體來說，這一新研究發現，蛋白質產生降低引發的健壯性增強（enhanced robustness）並不是緣於蛋白質合成減少這一變化本身，而是因為觸發了控制蛋白質體內平衡（protein homeostasis，或稱為proteostasis）的應激反應。Proteostasis這一細胞質量控制機制負責確保新合成的蛋白質正確形成，受損的蛋白被快速摧毀。損傷的蛋白能夠干擾細胞的功能，導致疾病和死亡。

鑒定出飲食限制保護作用背後的機制有望幫助開發針對年齡相關疾病的療法，包括阿爾茨海默症和帕金森病。這兩種疾病都與細胞質量控制失調有關。其中，阿爾茨海默症與β-澱粉樣蛋白在大腦中積累有關，帕金森症與α-突觸核蛋白積累有關。

首次發現核糖體關鍵作用

限制飲食延長壽命是衰老領域熱門的研究方向之一。除了在不同的模型中測試這一抗衰老策略的有效性，揭示其背後的機制也是很多科學家努力的方向。本周，在題為《吃得少，衰老慢？科學家找到了依據！》的文章中，小編為大家介紹了研究者發現的另一成果：首次揭示了核糖體在卡路里限制抗衰老中的作用。

前文中所提到的蛋白質體內平衡的控制是所有有機體健康和長壽的基礎。因為核糖體介導的蛋白質合成速度是這一過程中的中心控制點，所以在整個調控迴路中，核糖體功能的管理和維護可能具有很大的重要性。

這項發表在Molecular & Cellular Proteomics雜誌上題為「Mechanisms of In Vivo Ribosome Maintenance Change in Response to Nutrient Signals」的研究發現，在小鼠中減少卡路里消耗會使得核糖體的運作慢下來，衰老過程也會隨之放緩。

同時，研究證實，運作速度的下降降低了蛋白質的產生（與上文中的結果一致），但核糖體也有了額外的時間進行自我修復。定期修複核糖體的個別部件能夠使其繼續產生高質量的蛋白質，並持續更長的時間。這種高質量的生產反過來能夠使細胞和整個機體保持良好地運作。

小編說：

近期，科學家們取得了關於限制飲食抗衰老的多項研究進展。昨日，探索君推送的題為《Science：節食5日，能抗疾病、延緩衰老》的文章介紹了最新發表在Science Translational Medicin雜誌上的新成果。該研究稱，一個月內連續5天限制卡路里的攝入量能帶來多重好處：減少體重和總體脂、降低血壓、降低胰島素樣生長因子1的水平，這有助於預防或治療衰老相關的疾病。

儘管該研究是在人體中進行的，但為期3個月的試驗不能確定節食是否會像延長老鼠壽命一樣延長人類壽命。未來，科學家們還需要進行進一步的研究。

參考資料：

Research sheds light on mechanisms underlying aging

For the first time, researchers reveal a causal link between RNA splicing and aging

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