中科院,浙江大学,Salk研究院联合发表Cell文章:吃得越少,活得越长!
2020-02-29   阅读:595   来源:生物通

如果您想增强自己的免疫系统,减少整个身体的炎症水平,延缓与年龄有关的疾病的发作,并且寿命更长,那就少吃些食物吧。这是来自中国和美国科学家一项新研究的结论,该研究提供了迄今最详尽的报告,即限制热量的饮食对大鼠细胞的作用。尽管科学家们普遍认为热量限制可以带来不少好处,但新的结果表明了其背后的分子机理,也就是这种限制如何防止细胞衰老。

这一发现公布在2月27日的Cell杂志上。

“我们已经知道热量限制会延长寿命,但是现在我们在单细胞水平上证明了发生的所有变化如何带来这种改变的,”“这为我们设定了目标,最终也许能够实现药物治疗人类衰老,”文章通讯作者之一,Salk研究所教授Juan Juans Izpisua Belmonte说。

衰老是许多人类疾病(包括癌症,痴呆症,糖尿病和代谢综合征)的最高风险因素。在动物模型中已显示热量限制是针对这些与年龄有关的疾病的最有效干预措施之一。尽管研究人员知道单个细胞会随着生物体的衰老而发生许多变化,但大家还不知道热量限制会如何影响这些变化。

在新论文中,研究人员将小大的卡路里摄入量减少了正常饮食的30%。从大鼠18个月到27个月的年龄,控制动物的饮食。在人类中,这大致相当于从50岁到70岁接受低热量饮食的人。

在饮食开始和结束时,研究团队从56只大鼠的40种细胞类型中分离并分析了168,703个细胞。这些细胞来自脂肪组织,肝脏,肾脏,主动脉,皮肤,骨髓,大脑和肌肉。在每个分离的细胞中,研究人员使用单细胞基因测序技术测量了基因的活性水平。他们还研究了任何给定组织内细胞类型的总体组成,比较了每种饮食中的年老大鼠和幼年大鼠。

正常饮食的大鼠随着年龄的增长而发生了许多变化,但饮食受限的大鼠并未出现。即使在老年时,饮食中动物的许多组织和细胞也与幼鼠的组织和细胞非常相似。总体上,在饮食限制的大鼠体内不会出现正常饮食中大鼠组织中57%年龄相关的细胞组成变化。

“这种方法不仅告诉我们热量限制对这些细胞类型的影响,而且还提供了关于衰老过程中单细胞水平发生的最完整,最详尽的研究报告,”另外一位通讯作者中科院生物物理所刘光慧研究员说。

受饮食影响最大的一些细胞和基因与免疫力,炎症和脂质代谢有关。随着对照大鼠的衰老,几乎所有研究组织中的免疫细胞数量都急剧增加,但饮食限制的大鼠却不受其影响。在棕色脂肪组织中,限制热量的饮食使许多抗炎基因的表达水平恢复到了幼小的动物水平。

另外一位通讯作者,中国科学院大学教授曲静说:“最新研究的主要发现是,通过热量限制可以系统地抑制衰老过程中炎症反应的增加。”

当研究人员分析转录因子时(基本上是可以广泛改变许多其他基因活性的主开关),发现这些因子中有一个因子因热量限制而发生了变化。在23种不同的细胞类型中,饮食改变了转录因子Ybx1的水平。科学家认为Ybx1可能是与年龄有关的转录因子,他们计划对其影响进行更多研究。

该小组现在正在尝试利用这些信息来发现衰老的药物靶标,并尝试增加寿命和健康期的策略方法。

原文标题:

Caloric Restriction Reprograms the Single-Cell Transcriptional Landscape of Rattus Norvegicus Aging

 

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