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长寿研究新进展:从热量限制到分子机制

2013-01-10 12:18 曾庆平 广州中医药大学 阅读 0
核心摘要: 本文综述了长寿研究的最新进展,从经典的热量限制策略到生酮饮食的分子机制,再到无需节食的SIRT1/mTOR通路调控和FGF21延寿作用,并探讨了长寿与抗癌的平衡及性别差异。基于《自然》杂志专题文章,系统介绍了衰老研究的核心发现。

长寿是人类永恒的话题。从古至今,帝王将相追求长生不老,平民百姓祈望无疾而终。抗衰老是当代生物医学研究的热点,科学家正逐步揭开衰老的奥秘。本文基于《自然》杂志“展望”栏目以《衰老》为主题的10篇专题文章及相关内容,综述长寿研究的最新动态。

热量限制:最经典的长寿策略

早在上世纪30年代,科学家发现热量限制(仅提供70%热量的饲料)可延长小鼠和大鼠30%~40%的寿命。随后,在酵母、线虫、果蝇和狗中均得到验证。灵长类动物实验中,恒河猴的热量限制研究结果存在争议:2009年《科学》论文显示热量限制延长猴子寿命,而2012年《自然》论文则称仅降低癌症发生率。差异源于对照猴的饮食设计不同,侧面印证了限食对健康的正面意义。人体试验中,志愿者坚持节食8年后,心血管功能显著改善,肥胖和糖尿病消失,动脉粥样硬化未出现,部分70岁以上老人血压媲美年轻人。

生酮饮食与长寿分子机制

生酮饮食是一种低糖、低热量饮食,可促进体内产生β-羟基丁酸等酮体。研究发现,β-羟基丁酸是Ⅰ型组蛋白去乙酰化酶(HDAC)抑制剂,能促进组蛋白乙酰化,激活Foxo3a和Mt2基因,上调抗氧化酶表达,从而清除氧化应激,发挥延寿作用。给小鼠饲喂β-羟基丁酸可模拟禁食或热量限制的效果。

无需节食的长寿策略

长寿细胞的特征包括高自噬活性和旺盛的线粒体增殖,受SIRT1和mTOR两条信号通路调控。白藜芦醇(SIRT1激活剂)和雷帕霉素(mTOR抑制剂)可模拟节食效果。支链氨基酸(亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、缬氨酸)能延长酵母寿命,并促进中年小鼠心肌和骨骼肌中SIRT1表达及线粒体再生。成纤维细胞生长因子21(FGF21)可延长小鼠寿命而不需限食,其机制在于增强胰岛素敏感性,阻断生长激素/胰岛素样生长因子1信号通路。

长寿与抗癌的平衡

SIRT1在长寿与抗癌中发挥关键作用。激活的SIRT1通过抑制前列腺内皮细胞增生和调节雄激素受体活性,抑制前列腺癌发生。SIRT1基因敲除后细胞自噬活性下降,表明其是肿瘤抑制因子。

性别差异与长寿

女性平均寿命比男性长7年,可能与低热量摄入习惯有关。小鼠实验中,雌鼠摄入热量较低,诱导肝脏合成27种长寿相关蛋白。对朝鲜王朝太监的研究发现,阉割者寿命比普通男性多14~19岁,提示雄性激素可能影响寿命。但小鼠实验显示睾酮可促进eNOS活性并诱导SIRT1表达,抑制内皮细胞衰老,人体试验也发现睾酮改善认知功能,机制尚需进一步研究。

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