Science：饑餓會影響基因表達,，從而影響攝食行為和衰老

時間：2023/8/2閱讀：642

雖然人們早就知道,，限制食物攝入量可減緩包括人類在內(nèi)的多種動物的衰老，但據(jù)發(fā)表在國際期刊《科學(xué)》雜志的最新論文,，美國密歇根大學(xué)的研究表明,，可能饑餓感本身就足以減緩衰老。

近年來,，越來越多的研究表明,，飲食限制（Dietary restriction，DR）可以有效延長壽命,，并延緩跨物種的衰老相關(guān)疾病,。

有趣的是，飲食限制帶來的延壽效應(yīng)不僅來自于能量攝入的減少,，還與動物本身的某些機制有關(guān),。

2023年5月，密歇根大學(xué)的研究人員在國際學(xué)術(shù)期刊 Science 上發(fā)表題為：Effects of hunger on neuronal histone modifications slow aging in Drosophila 的研究論文,。

這項研究表明,，飲食限制帶來生理益處的原因并不在于營養(yǎng)的多寡,，而是在于因食物短缺而產(chǎn)生的饑餓感。更簡單來說就是,，饑餓感本身就足以延緩衰老,。

研究團隊表示，饑餓會促使大腦表觀基因組發(fā)生變化,，影響基因表達,，從而影響攝食行為和衰老。

對于動物而言,，饑餓感是一種古老而強大的驅(qū)動力,。因此，飲食對衰老和行為的影響或可歸結(jié)于一種在廣泛物種中存在的生物響應(yīng)機制,。然而,，這種“饑餓信號通路”的分子性質(zhì)以及它們?nèi)绾握{(diào)節(jié)動物的生理和行為仍是未知的。

許多動物,，包括人類，都會產(chǎn)生對蛋白質(zhì)的渴求,。而在2021年3月,，密歇根大學(xué)許獻忠教授和華中科技大學(xué)劉劍峰教授合作在 Nature Aging 期刊發(fā)表的研究論文顯示，僅食物氣味就可以將飲食限制誘導(dǎo)的線蟲壽命延長效果減弱一半【2】,。

Nature Aging.png

這項觀察結(jié)果促使研究人員進一步測試編碼尋找食物動機的神經(jīng)狀態(tài)是否足以減緩衰老,，而不依賴于可能導(dǎo)致的營養(yǎng)攝入的任何變化。

在這項發(fā)表于 Science 的最新研究中,，為了驗證這一點,，研究團隊使用幾種方法誘導(dǎo)果蠅產(chǎn)生饑餓感。第一種方法是改變測試食物中支鏈氨基酸（BCAA）的含量,，然后讓果蠅自由地吃酵母或含糖食物,。喂食低BCAA食物的果蠅消耗的酵母比喂食高BCAA食物的果蠅消耗的酵母多于糖。這種對酵母而不是糖的偏好是用來衡量果蠅饑餓感的一個指標,。

支鏈氨基酸（BCAA）的攝入量影響果蠅的壽命

有趣的是,，與高BCAA果蠅相比，盡管低BCAA果蠅消耗了更多的熱量和更多的總蛋白質(zhì),，但它們的壽命明顯更長,。也就是說，減少飲食中的BCAA可以使果蠅產(chǎn)生饑餓感,，而這種饑餓感可以促進果蠅進食并延長其壽命,。

不僅如此，為了觀察饑餓感的直接效應(yīng),，研究團隊使用了光遺傳學(xué)技術(shù),，當果蠅暴露在紅光下時，其體內(nèi)與饑餓驅(qū)動相關(guān)的神經(jīng)元會被激活。雖然這些果蠅消耗的食物是沒有暴露在光刺激下的果蠅的兩倍,，但它們的壽命更長,。

饑餓感的本身就足以延長壽命

基于上述結(jié)果，研究團隊推測,，饑餓感可以通過某種分子機制促進攝食和延長壽命,。研究團隊發(fā)現(xiàn)，果蠅神經(jīng)元的特定亞群利用BCAA代謝來修飾神經(jīng)元組蛋白乙酰體,，而限制BCAA攝入可以促進果蠅進食并延長其壽命,。

進一步研究顯示，饑餓感通過急劇增加組蛋白H3.3的表達量來刺激果蠅進食,，而長時間的饑餓似乎改變了食欲調(diào)節(jié)的設(shè)定點,，從而對衰老產(chǎn)生有益的影響。

膳食BCAA改變組蛋白乙?；徒M蛋白H3豐度

該論文的通訊作者 Scott Pletcher 博士表示，與之前的飲食限制研究的觀點不同,，食物營養(yǎng)的多寡并不是導(dǎo)致飲食限制益處的關(guān)鍵,，饑餓感本身就足以延長壽命——動機狀態(tài)本身就是衰老的決定性驅(qū)動因素。

總而言之,，這項發(fā)表在 Science 的研究證明,，饑餓感可以影響果蠅大腦中特定基因的表達水平，從而影響它們的進食行為和衰老過程,。當然,，作者也指出，在將這些發(fā)現(xiàn)應(yīng)用于人類之前,，應(yīng)該謹慎行事,，但有理由期望這一機制可能在廣泛的物種中存在。

Science：饑餓會影響基因表達,，從而影響攝食行為和衰老

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