《細胞》:再次發現節食長壽的依據,科學家找到了背後的分子機理

學術經緯 發佈 2020-03-02T17:18:47+00:00

[1] Shuai Ma et al., , Caloric Restriction Reprograms the Single-Cell Transcriptional Landscape of Rattus Norvegicus Aging, Cell, DOI: https

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疫情爆發期間,許多朋友都選擇宅在家裡,一日三餐靠自己下廚解決。然而廚藝並不是一門能夠簡單速成的技巧,所以在社交媒體上,很多朋友們也自嘲式地曬出所做的「黑暗料理」,表示自己做的菜太難吃了,實在難以下咽。


但在某種程度上,吃得少卻未必是件壞事。至少過去有很多研究表明,節食和長壽之間有著關聯。而本周發表在最新一期《細胞》上的一項研究,則闡明了背後存在的分子機理。這項研究來自中美兩地科研團隊的合作,通訊作者分別為Salk研究所的Juan Carlos Izpisua Belmonte教授、中國科學院的張維綺研究員、曲靜研究員、以及劉光慧研究員。



從衰老開始說起吧。每個人都希望活得健康長壽,但要怎樣做才能活得更久,我們並沒有答案。在動物模型里,我們研究得更多一些,並且發現節食是看似可行的策略之一。先前,科學家們已經知道在衰老的過程中,單個細胞會如何發生變化。而為了更好地了解節食與長壽之間的關聯,科學家們決定再做一個解析度達到單細胞水平的研究,了解節食能如何影響細胞的衰老進程。


在這篇論文里,研究人員們使用大鼠作為動物模型,分析節食產生的影響。研究中,科學家們選用了18-27個月的大鼠,相當於人類的50-70歲)。這些大鼠被分為兩組,一組正常飲食,另一組則進行「節食」,攝入的卡路里要比正常組低上30%。


在研究的開頭與結尾,科學家們都分離了40種不同的細胞類型進行分析。這些細胞總計超過16.8萬個,來自脂肪組織、肝臟、腎臟、大腦、以及肌肉等不同來源。隨後,研究人員們對這些細胞進行了單細胞測序,了解其中的基因活性變化情況,也分析了不同組織中特定細胞類型的組成。



▲節食能帶來多種不同的影響(圖片來源:Salk Institute)


如人們所預計的一樣,在正常飲食的大鼠中,隨著它們逐漸衰老,細胞里出現了不少變化。然而其中不少變化,都沒有在節食組的大鼠中出現。相反,節食的大鼠其組織和細胞特徵,看起來更像是年輕的大鼠。Salk研究所的新聞稿中也提到,在節食的動物里,57%和衰老有關的細胞組成變化都消失了。


「這一方法不僅告訴我們節食對這些細胞類型的影響,還提供了在單細胞水平上,關於衰老的最詳盡的研究。」劉光慧研究員說道。
那麼,這些變化究竟來自何處呢?進一步分析發現,這主要與免疫、炎症反應、以及脂類代謝有關。研究人員們指出,隨著正常飲食的大鼠逐漸衰老,各個組織類型里的免疫細胞數量都明顯上升。然而在節食組,研究人員們並沒有觀察到這一現象。此外,在節食組,褐色脂肪組織里的基因表達水平,看起來也和年輕動物更接近。


「這項研究的主要發現在於,衰老過程中的炎症反應,能通過節食得到系統性的抑制。」通訊作者之一曲靜研究員說道。
「我們早已知道節食能延長壽命,但直到現在,我們才發現了單細胞水平上的改變,「Juan Carlos Izpisua Belmonte教授說道:」這給我們提供了靶點。讓我們最終能使用藥物,』治療『人類衰老。「

參考資料:

[1] Shuai Ma et al., (2020), Caloric Restriction Reprograms the Single-Cell Transcriptional Landscape of Rattus Norvegicus Aging, Cell, DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.02.008

[2] EAT LESS, LIVE LONGER, Retrieved February 28, 2020, from https://www.salk.edu/news-release/eat-less-live-longer/


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