Nature Communications:美国科学家发现节食不仅可以保护视力还能延长寿命

2022-09-29 老年医学新前沿 “ Aging”公众号

饮食限制是指减少特定营养物质或总热量,是延缓疾病发生和延长寿命的最有效机制。

饮食限制是指减少特定营养物质或总热量,是延缓疾病发生和延长寿命的最有效机制。

饮食限制促进健康和延长寿命的机制可能与昼夜节律功能有内在联系,因为饮食限制增强了分子钟的昼夜转录输出,并随年龄增长保持昼夜节律功能。相反,高营养饮食(即蛋白质、脂肪或总热量的过量消耗)会抑制昼夜节律,加速机体衰老。

然而,饮食限制如何调节眼睛内的昼夜节律以及这些节律如何影响饮食限制介导的寿命延长,目前尚不清楚。近期,来自美国Buck衰老研究所的科学家在Nature Communications发表题为“Dietary restriction and the transcription factor clock delay eye aging to extend lifespan in Drosophila Melanogaster”的文章,该文章发现饮食限制可以通过促进昼夜平衡过程来延长黑腹果蝇的寿命,该过程保护视觉系统免受年龄和光线相关的损伤。

在果蝇和哺乳动物中,视觉功能会随着来自太阳光照强度变化而改变,白天的亮度可能是晚上的10万倍以上。光感受器的独特之处在于它们已经进化出负责在光诱导的钙离子梯度存在下维持体内平衡的机制,这些钙离子梯度的数量级大于其他神经元群体。光感受器内的光适应机制包括TRP通道的快速关闭、视紫红质从横纹粒膜内化和钙流出。这些发现为在果蝇光感受器中观察到的光敏性节律响应模式提供了潜在的解释。

为了确定分子时钟是否介导饮食限制上光转导基因的增强表达,研究人员测量了具有核心时钟因子的显性负形式的泛神经元过度表达的苍蝇头的转录组。为了避免与改变CLK功能相关的潜在发育缺陷,使用药物诱导型 (RU486) GeneSwitch 驱动程序在成年果蝇中表达 CLK-Δ。此外,野生型头部昼夜节律和 nCLK-Δ1 中下调的基因高度富集与眼功能相关的稳态过程,而野生型头部中非昼夜节律的nCLK-Δ1中下调基因没有显示出这种富集。总之,这表明CLK控制着果蝇中许多与眼睛相关的过程的转录调控。

总而言之,眼睛中的许多重要过程都受到昼夜节律的调节,昼夜节律障碍已成为眼睛衰老的潜在驱动因素。研究团队通过果蝇实验发现,大部分和限制饮食相关的节律基因似乎都主要和果蝇的眼睛有关,尤其是光感受器中的神经元,这部分细胞会对光产生明显反应。有了这一发现后,研究者让一批果蝇长期处于黑暗的环境中,减少了光照对眼睛的刺激,结果这些果蝇的寿命也得到了延长。

Buck衰老研究所

Buck衰老研究所是研究衰老的先驱,是衰老领域的全球领导者。于1999年成立,是世界上唯一一个专注于衰老生物学的研究机构,旨在与年龄相关的疾病出现之前就对其进行深入研究。该研究所雇佣来自不同学科的科学家,追求全面解决问题。值得一提的是,该研究所与世界著名建筑师贝聿铭合作,创建了颇具特色的校园。

原始出处:

Hodge, B.A., Meyerhof, G.T., Katewa, S.D. et al. Dietary restriction and the transcription factor clock delay eye aging to extend lifespan in Drosophila Melanogaster. Nat Commun 13, 3156 (2022). https://doi.org/10.1038/s41467-022-30975-4.

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