限制热量摄入可以延长动物的寿命,减少疾病负担。根据2月10日发表在《科学》杂志上的一项研究,对人类来说,减少14%的卡路里摄入可以让我们利用这些有益的影响,尤其是对胸腺,这是免疫系统的一个重要器官。这项研究还确定了一种关键的蛋白质,pLA2G7,它是卡路里限制的作用的基础,作者说,它可能会指出一种不需要饥饿就能获得这些好处的方法。
通过将人类和小鼠的研究相结合,作者们已经确定了一种很有前途的靶向蛋白质。María Mittelbrunn是西班牙马德里Severo Ochoa分子生物学中心的一名免疫代谢和炎症研究人员,他没有参与这项研究,他表示,“这项研究将为研究干预pLA2G7是否能成为一种改善老年人生活质量的新干预手段开辟一条新途径。”
长期以来,有证据表明,限制卡路里摄入可以延长实验室动物的寿命,一些人兜售间歇性禁食等措施,试图达到类似的目的。然而,耶鲁大学医学院免疫生物学家、这项新研究的作者之一Vishwa Deep Dixit指出,“我们几乎不知道热量限制是否与人类生理有关。”为了解决这个问题,几年前在多中心的CALERIE研究中(Dixit是研究人员之一),研究人员让参与者在正常条件下生活两年,遵循他们选择的任何饮食,但限制他们的卡路里摄入量。虽然参与者被告知要减少25%的卡路里摄入量,但他们成功地实现了平均减少14%的目标。在这项新研究中,研究团队分析了来自CALERIE试验的数据和样本,包括血液和脂肪组织样本,表明即使是这种减少也会影响免疫系统。
“最显著和非常积极的影响之一是对胸腺,”Dixit说。这个腺体产生T细胞,但是当健康人45岁的时候,“大约75%的胸腺是由脂肪组成的,”迪克西特说,并且不再善于产生免疫细胞,这就是为什么衰老会使免疫反应迟钝。在一组限制卡路里摄入的CALERIE参与者中,他们的胸腺“恢复了活力”,Dixit说:核磁共振扫描显示,与研究开始时相比,胸腺的质量和体积都增加了,CD8 T细胞的生成也增加了。“这项研究挑战了器官一旦退化就不能恢复功能的观念。”
他和他的团队进一步深入研究了卡路里限制如何影响身体。为此,他们分析了8名CALERIE参与者的脂肪组织活检,因为这些组织含有许多免疫细胞,并分析了热量限制对转录组的影响。一系列mRNA转录产物的水平,包括那些与新陈代谢和炎症相关的蛋白质的编码,在试验过程中发生了变化。
在热量限制的反应中,一个表达水平较低的基因是pla2g7——专门存在于被称为巨噬细胞的免疫细胞中,巨噬细胞对维持脂肪组织的功能至关重要,但也会引起炎症。在人类中,pLA2G7编码血小板活化因子乙酰水解酶(pLA2G7),这种酶也被称为脂蛋白相关磷脂酶A2,被用作心血管风险的生物标志物。
为了找出基因和热量限制效应之间的联系,研究人员剔除了小鼠体内的pLA2G7基因。Dixit说,这些动物没有表现出功能障碍,但“与同窝的同伴相比,它们的衰老方式更健康”。当给予高脂肪饮食时,与同样饮食的野生型小鼠相比,pla2g7基因敲除小鼠的体重增加和肥胖的负面影响得到了部分保护,而且随着年龄的增长和胸腺的增大,炎症表现得更少。Dixit总结说,被敲除的小鼠“有几个特征,让人想起在人类身上发生的事情,所以我们认为pLA2G7确实是被卡路里限制抑制的内源性机制之一。”
令人兴奋的是,Dixit等人利用CALERIE样本和MRI扫描的新工作表明,与对照组相比,胸腺……在2年内保持了其功能完整性,并且在[热量限制]的情况下,胸腺的质量和体积增加,这项研究展示了减少卡路里摄入是如何重新连接控制脂肪组织中的代谢和免疫功能的过程的。
Mittelbrunn说,她希望看到对pLA2G7作为小鼠存活和健康时间长短的调节因子的进一步研究。该研究的作者“证明了摄入pLA2G7的小鼠炎症降低,并改善了代谢健康,但理想情况下,为了证明健康寿命的改善,作者还应该调查这些小鼠是否没有其他严重疾病,如心血管疾病、神经退行性变或肌肉减少症,更广泛地描述pLA2G7对干扰的保护将非常有趣。”
卡路里的减少也可能通过其他分子来调节它的效果,Dixit说,他的团队正在调查几个候选分子。如果进一步的研究证实,降低pLA2G7水平会产生类似于限制卡路里摄入的效果,但不减少食物摄入,pLA2G7“可能在未来被用于增强健康和减少炎症。”
参考文献:
Caloric restriction in humans reveals immunometabolic regulators of health span