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两篇Cell证实低热量饮食通过生物钟重编程阻止衰老

来源:本站原创 2017-08-14 23:18


图片来自Cell, doi:10.1016/j.cell.2017.07.042

2017年8月14日/生物谷BIOON/---研究衰老如何影响生物钟控制代谢通路的科学家们发现低热量饮食(low-calorie diet, 也译作低卡路里饮食)有助让这些能量调节过程运转,并且有助让身体更加年轻。

在一项新的研究中,美国加州大学尔湾分校表观遗传学与代谢中心主任Paolo Sassone-Corsi和同事们揭示出作为生理衰老(physiological aging)的结果,生物钟(或者说昼夜节律)如何发生变化。这种生物钟控制的直接与这种衰老过程相关联的通路是建立在细胞内高效的能量代谢的基础上的。相关研究结果发表在2017年8月10日的Cell期刊上,论文标题为“Circadian Reprogramming in the Liver Identifies Metabolic Pathways of Aging”。

Sassone-Corsi团队获得相同的一组小鼠在6个月大和18个月大时的肝脏组织样品,随后开展测试。细胞内的能量代谢处于精准的生物钟控制之下。

这些研究人员发现尽管在较老小鼠的生物钟控制的代谢系统中,这种24小时周期(24-hour cycle)仍然是相同的,但是基于细胞的能量使用,开启和关闭基因的生物种机制发生显著的变化。简而言之,较老的细胞低效率地加工能量。

Sassone-Corsi说,“这种机制在年轻的小鼠中发挥良好,但是它在年老的小鼠中基本上失效了。”

然而,在第二组年老小鼠中,在6个月内给这些小鼠喂食卡路里减少30%的饮食之后,这些研究人员发现细胞内的能量加工远不只是保持不变。

Sassone-Corsi说,“事实上,热量限制(或者说卡路里限制)通过以一种最为强效的方式让生物钟恢复年轻而发挥作用。在这种情形下,一种良好的生物钟意味着良好的抗衰老。”

合作证实

在发表在同期Cell期刊上的另一项标题为“Aged Stem Cells Reprogram Their Daily Rhythmic Functions to Adapt to Stress”的研究中,来自西班牙巴塞罗那生物医学研究所的Salvador Aznar Benitah团队与Sassone-Corsi团队合作测试了生物钟在来自年轻小鼠和年老小鼠的皮肤干细胞中的运转情况。他们也发现低热量饮食维持了大多数年轻的生物钟功能。

Aznar Benitah说,“这种低热量饮食极大地阻止生理衰老的影响。让干细细胞保持‘年轻’是比较重要的,这是因为这些细胞最终更新和维持着组织中的非常明显的昼夜周期。吃得更少似乎阻止组织衰老,因此阻止干细胞重编程它们的生物钟活性。”

根据加州大学尔湾分校的研究人员和巴塞罗那生物医学研究所的研究人员的说法,这两项研究能够有助解释低热量饮食如何延缓小鼠衰老。这些结果对人类衰老的影响可能是非常深远的。

这些研究人员说,进一步研究代谢为何在干细胞衰老过程中发挥着如此重要的作用是比较重要的,而且一旦鉴定出促进或延缓衰老的生物钟关联性,就有可能开发出能够调节这种生物钟关联性的疗法。

在之前的果蝇研究中,人们已证实低热量饮食能够延长寿命,但是这两项新的研究是首次证实热量限制影响身体生物钟参与细胞中的衰老过程。

Sassone-Corsi说,“这些研究揭示出控制衰老的细胞通路。这些发现从药物角度清楚地解释了如何控制衰老。”

生物钟关联

Sassone-Corsi和他的同事们在大约10年前首次证实了生物钟和代谢之间存在的关联,鉴定出了一种被称作SIRT1的生物钟蛋白酶发挥作用的代谢通路。SIRT1检测细胞中的能量水平;它的活性受到细胞消耗多少营养物的调节。此外,它有助细胞抵抗氧化应激和辐射诱导的应激。SIRT1也与炎性反应、糖尿病和衰老存在关联。(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Shogo Sato, Guiomar Solanas, Francisca Oliveira Peixoto et al. Circadian Reprogramming in the Liver Identifies Metabolic Pathways of Aging. Cell, 10 August 2017, 170(4):664–677, doi:10.1016/j.cell.2017.07.042

Shogo Sato, Guiomar Solanas, Francisca Oliveira Peixoto et al. Aged Stem Cells Reprogram Their Daily Rhythmic Functions to Adapt to Stress. Cell, 10 August 2017, 170(4):678–692, doi:10.1016/j.cell.2017.07.035

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