兩篇Cell共同揭秘：熱量限制為何能延緩衰老——讓你有一個「年輕」的生物鐘

人們普遍認為，隨著時間的推移，幹細胞不再能區分晝夜循環，換句話說，它們喪失了生物節律，而這種損失促進了衰老進程。然而，事實並非如此。來自生物醫學研究所（IRB巴塞羅那）、龐培法布拉大學（UPF西班牙）和加州大學歐文分校（US）的科學家們在近日發表於Cell上的兩項研究中否定了這一假說。研究認為，在衰老過程中，幹細胞繼續表現出節律活動，但卻重新編輯了它們的節律功能。

「雖然老年幹細胞保留了晝夜節律，但它們不得不執行另一套功能來處理隨著年齡增長而產生的問題。」 領導這兩項研究的共同資深作者Salvador Aznar Benitah解釋道。科學家們不知道這種重編程是如何發生的。Aznar Benitah補充說，「隨著年齡的增長，幹細胞失去了組織維護所必需的節律功能，而逐漸被應對壓力的功能所取代。」在自然衰老過程中，幹細胞以前的生物節律功能喪失，在某種程度上造成了更大的損傷和衰老。」

兩項研究的共同第一作者Guiomar Solanas和Francisca Oliveira Peixoto在一天之中的不同時間點比較了來自年輕小鼠（3個月）與老年小鼠（在18 - 22個月大）的三種不同組織：皮膚、肌肉和肝臟的幹細胞， Solanas說:「這些實驗在技術上非常複雜，要求很高，但結果令人吃驚。」

圖片來源：Aged Stem Cells Reprogram Their Daily Rhythmic Functions to Adapt to Stress

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每種組織都有特定的重新編程

基因重編程是為了應對累積的DNA損傷、發炎組織和低效的細胞自我清理過程（自噬）。「儘管衰老總是涉及到生理上的重新編程，但我們研究結果的一個有趣的地方是，這種重新編程對於每一種組織來說都是特殊的、不同的。這一觀察結果暗示，儘管整個生物體都在衰老，但每個組織卻以不同方式經歷這一過程。因此為了解決延緩衰老的問題，有必要單獨研究每一種組織。」 龐培法布拉大學的研究員，其中一項研究的作者之一Pura muozcnoves解釋道。

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低卡路里飲食可以保持年輕的晝夜節律

許多研究都表明，低卡路里飲食會延緩靈長類動物和小鼠衰老的跡象。在另一組實驗中，Peixoto和Solanas給老年小鼠餵食6個月的低卡路里飲食，並與正常飲食的小鼠進行比較，發現低卡路里飲食的動物們保留了大部分年輕的節律功能。

低卡路里飲食對預防生理衰老的影響有很大的幫助。Aznar Benitah說：「保持幹細胞的節律年輕很重要，因為最終這些細胞在組織中負責更新，並保留著非常明顯的晝夜循環，少吃似乎可以預防組織衰老，因此阻止了幹細胞重編程其晝夜節律活動。」

圖片來源：Circadian Reprogramming in the Liver Identifies Metabolic Pathways of Aging

據UCI和巴塞羅那研究人員介紹，這些研究可以幫助解釋為什麼熱量限制飲食延緩衰老。目前尚不清楚低卡路里飲食在人類中是否也存在類似的作用。「這種飲食不太可能被廣泛遵循，因為人們不得不持續飢餓，所以需要很強大的意志力；此外，這種飲食只能為身體提供進行基本功能的最低能量，長此以往可能會對人們的日常生活產生負面影響。」Aznar Benitah如此強調。科學家解釋說，就這一點而言，進一步研究為什麼新陳代謝對幹細胞衰老過程具有如此顯著的影響十分重要，一旦確定了代謝影響衰老的機制，就能夠開發調節這一過程的治療方法。

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參考資料：1）Circadian Reprogramming in the Liver Identifies Metabolic Pathways of Aging

2）Aged Stem Cells Reprogram Their Daily Rhythmic Functions to Adapt to Stress

3）Aging is exacerbated by alterations of stem cell circadian rhythm

4）Link between biological clock and aging revealed: Study shows low-calorie diet may help keep body young

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