2022年2月15日讯/生物谷BIOON/---几十年的研究已表明在实验室条件下，限制果蝇、线虫和小鼠的卡路里（即热量）摄入可以延长寿命。但这种卡路里限制是否能对人类也有同样的效果还不清楚。如今，在一项新的研究中，来自美国耶鲁大学等研究机构的研究人员证实了适度的卡路里限制对人类的健康有益，并确定了一种可能用来延长人类健康的关键蛋白。相关研究结果发表在2022年2月11日的Science期刊上，论文标题为“Caloric restriction in humans reveals immunometabolic regulators of health span”。
这项新的研究基于CALERIE（Comprehensive Assessment of Long-term Effects of Reducing Intake of Energy, 减少能量摄入的长期影响综合评估）临床试验的结果，这是第一个在健康人身上进行卡路里限制的对照研究。在该临床试验中，这些作者首先在200多名研究参与者中确定了基线卡路里摄入量。然后，他们要求这些参与者中的一部分人将他们的卡路里摄入量减少14%，而其他人则继续照常进食，并在接下来的两年里分析卡路里限制的长期健康影响。
论文通讯作者、耶鲁大学医学院病理学教授、免疫生物学教授和比较医学教授Vishwa Deep Dixit说，这项临床试验的总体目标是看看卡路里限制对人类是否像对实验动物一样有益。他说，如果是这样的话，人们想更好地了解卡路里限制对身体的具体作用，从而导致健康的改善。
由于以前的研究已表明，小鼠中的卡路里限制可以增加感染，Dixit还想确定卡路里限制可能与炎症和免疫反应有什么联系。
Dixit说，“鉴于我们知道，人类的慢性低度炎症是许多慢性疾病的主要诱因，因此对寿命有负面影响。在这里，我们想知道卡路里限制对免疫和代谢系统有什么作用，如果它确实是有益的，我们怎样才能利用内源性途径来模拟它在人类中的影响？”
Dixit和他的团队从分析胸腺开始，其中胸腺是位于心脏上方的一种产生T细胞腺体，所产生的T细胞是一种白细胞，也是免疫系统的一个重要组成部分。胸腺的衰老速度比其他器官快。Dixit说，当健康的成年人到达40岁时，70%的胸腺已是脂肪和非功能性的。随着年龄的增长，胸腺产生的T细胞越来越少。Dixit说，“随着我们年龄的增长，我们开始感受到新T细胞的缺失，因为我们剩下的T细胞在对抗新病原体方面并不出色。这就是老年人患病风险更大的原因之一。”
在这项新的研究中，Dixit团队使用磁共振成像（magnetic resonance imaging, MRI）来确定那些限制卡路里的人和不限制卡路里的人的胸腺之间是否存在功能差异。他们发现，限制卡路里摄入的参与者的胸腺在两年的卡路里限制后，其脂肪更少，功能体积更大，这意味着他们比研究开始时产生更多的T细胞。但是没有限制卡路里的参与者在胸腺的功能体积上与那些限制卡路里的人没有变化。
Dixit说，“在我看来，这种器官可以恢复青春的事实令人震惊，因为很少有证据表明在人类身上会发生这种情况。这是可能的，这是非常令人兴奋的。”
由于对胸腺有如此巨大的影响，Dixit和他的同事们预计也会发现对胸腺产生的免疫细胞的影响，这些变化可能是限制卡路里的整体好处的基础。但是当他们对这些细胞中的基因进行测序时，他们发现在两年的卡路里限制后，基因表达没有变化。
这一观察要求Dixit团队进行更仔细的观察，这发现了一个令人惊讶的发现。Dixit说，“事实证明这种作用实际上是在组织微环境中发生的，而不是血液T细胞。”
Dixit和他的团队在三个时间点---研究开始时、一年后和两年后---研究了接受卡路里限制的参与者的脂肪组织或身体脂肪。Dixit说，身体脂肪非常重要，因为它承载着一个强大的免疫系统。他解释说，脂肪中有几种类型的免疫细胞，当它们被不正常地激活时，就会成为炎症的来源。
Dixit说，“我们发现一年后脂肪组织的基因表达发生了显著变化，并持续到第二年。这揭示了一些与延长动物生命潜在有关的基因，但也是独特的热量限制模拟靶标，可能会改善人类的代谢和抗炎反应。”
认识到这一点，Dixit团队随后着手查看他们在分析中发现的任何基因是否可能驱动卡路里限制的一些有益影响。他们把目光投向了PLA2G7（group VII A platelet activating factor acetylhydrolase），它是卡路里限制后被明显抑制的基因之一。PLA2G7是一种由称为巨噬细胞的免疫细胞产生的蛋白。
在限制卡路里摄入量的参与者中观察到的PLA2G7基因表达的这种变化表明，这种蛋白可能与卡路里限制的效果有关。为了更好地了解PLA2G7是否造成了卡路里限制所观察到的一些影响，Dixit团队还追踪了在实验室实验中减少小鼠体内这种蛋白水平时发生的情况。
论文第一作者、耶鲁大学医学院前研究员Olga Spadaro说，“我们发现，减少小鼠体内的PLA2G7产生的好处与我们在人类身上看到的卡路里限制相似。”具体来说，这些小鼠的胸腺在更长的时间内是功能性的，它们不受饮食诱导的体重增加的影响，也不受年龄相关炎症的影响。
Dixit团队说，发生这些影响是因为PLA2G7靶向一种叫做NLRP3炎性体的特定炎症机制。降低PLA2G7保护老年小鼠免受炎症影响。
Dixit说，“这些发现表明，PLA2G7是卡路里限制影响的驱动因素之一。确定这些驱动因素有助于我们了解代谢系统和免疫系统是如何相互对话的，这可以为我们指出可以改善免疫功能、减少炎症和甚至有可能提高健康寿命的潜在靶标。”
他说，例如，操纵PLA2G7就有可能获得卡路里限制的好处，而不需要实际限制卡路里，毕竟这对一些人来说是有害的。
Dixit说，“关于什么类型的饮食---低碳水化合物饮食或低脂肪饮食、高蛋白饮食、间歇性禁食等等---更好有太多的争论，我认为时间会告诉我们哪些饮食是重要的。不过，CALERIE是一项非常好的对照研究，它表明简单地减少卡路里，而不是特定的饮食，在生物学方面有显著的效果，并将免疫代谢状态转变为保护人类健康的方向。所以从公共健康的角度来看，我认为这给了我们希望。”（生物谷 Bioon.com）
参考资料：
O. Spadaro et al. Caloric restriction in humans reveals immunometabolic regulators of health span. Science, 2022, doi:10.1126/science.abg7292.
Timothy W. Rhoads et al. Caloric restriction has a new player. Science, 2022, doi:10.1126/science.abn6576.
PLOS Genetics：未老先“痴呆”？新研究发现熬夜会增加大脑中阿尔兹海默症相关蛋白的积聚
来源：中国生物技术网 2022-02-17 17:31
阿尔茨海默症（AD）是最常见的痴呆症形式，给患者及其家庭带来了巨大不幸。更可怕的是，每3秒钟，全球就有一位新的患者产生，而这一数字还在随人口老龄化攀升。预计到2050年，全球阿尔兹海默症患者将增至1.5亿以上。
令人遗憾的是，这一领域至今仍未能揭开阿尔兹海默症发病的具体机制。
在正常情况下，健康成年人脑脊液中β-淀粉样蛋白（Aβ）的水平每天都会发生波动：白天多，夜间少（被清除）。然而，随着年龄的增长或其他原因，波动变得越发没有规律，从而导致Aβ在大脑中积聚，并与过度磷酸化Tau蛋白组成的神经原纤维缠结驱动了阿尔兹海默症。这也是迄今为止该领域的主流观点。因此，衰老是阿尔茨海默症的最大风险因素。
然而，在衰老以前，很可能你已经埋下了痴呆的“种子”。
过去的研究发现，仅仅一个晚上没睡好就会导致Aβ增加，而一周的不良睡眠还会导致tau蛋白积累。在阿尔兹海默症症状出现前数年开始的睡眠障碍与日后发病以及更严重症状的风险增加有关。因此，阿尔兹海默症与昼夜节律紊乱具有双向关系。
众所周知，昼夜节律是一种以24小时为周期的内源性计时系统（生物钟），受自然光照影响，控制着机体一系列生物过程，包括激素分泌、代谢循环和对病原体的免疫保护，也诱导了我们充满节律的自然行为，如吃饭和睡眠-唤醒周期。简单地说，该在什么时间干什么，昼夜节律已经安排好，不以人的意志为转移。
因此，与昼夜节律同步对身体健康至关重要，而熬夜、睡眠剥夺或睡眠障碍会导致机体昼夜节律紊乱，让每天按时“上夜班”负责清除一整天在大脑中积累废物的免疫细胞工作时间减少，导致Aβ开始在大脑中积聚。而且，这一过程可能会因为日后的睡眠不足而进一步“积少成多”。因此，长期睡眠不足意味着面临不止一种疾病的风险。
然而，到目前为止，科学家们还一直未能将昼夜节律与负责清除淀粉样蛋白的免疫细胞活动直接联系起来。
发表在《PLOS Genetics》上的一项新研究中，来自美国伦斯勒理工学院领导的研究团队通过研究免疫细胞的节律性活动找到了控制它们的分子“计时器”，从而发现了将昼夜节律紊乱与β-淀粉样蛋白（Aβ）积聚联系起来的潜在机制。
在早期研究中，该团队发现巨噬细胞的RNA和蛋白质水平会根据每日的昼夜节律而波动。
巨噬细胞是免疫细胞中的“清道夫”，负责吞噬废物、有缺陷的蛋白质和已亡细胞，从而防止毒性损伤。巨噬细胞在晚期阿尔茨海默症中会迁移到大脑中。
在这项新研究中，研究人员利用骨髓衍生的巨噬细胞 (BMDM) 作为替代物，发现了一些酶的波动会在巨噬细胞表面产生两种蛋白质，即硫酸乙酰肝素（Heparan sulfate）和硫酸软骨素（Chondroitin sulfate）。减少这两种蛋白质的水平有助于巨噬细胞将Aβ42蛋白从大脑中清除出去。
但当生物钟被扰乱时，巨噬细胞的节律性会迅速紊乱，并随着硫酸乙酰肝素的水平升高，减缓了清除Aβ42的速度。
随后，在测试昼夜节律周期和这些细胞表面蛋白联系的实验中，研究人员发现健康的巨噬细胞针对Aβ42蛋白的摄取量可以随着每日昼夜节律波动，但在没有核心时钟调节的免疫细胞中没有观察到相同的模式。
此外，在正常昼夜节律的健康巨噬细胞中，两种细胞表明蛋白质都降到了最低水平，从而让免疫细胞在清除导致阿尔茨海默症的有害蛋白质方面做得更加出色。
该研究通讯作者、昼夜节律专家、生物科学副教授Jennifer Hurley说：“显然，这一切都是由昼夜节律安排的。当存在大量这些细胞表面蛋白质时，巨噬细胞就不能足量摄取Aβ42。我们不确定为什么会这样，但肯定存在着某种联系。”
她总结说道：“从理论上讲，如果我们能提高这种节律性，也许就能增强清除Aβ42蛋白的能力，从而防止对大脑的损害。"（生物谷Bioon.com）
PLoS Med：改变日常不健康的饮食模式或能让人群的预期寿命增加至少10年时间
2022年2月19日 讯 /生物谷BIOON/ --解释和利用营养研究的结果对于临床医生、政策制定者、甚至研究人员而言都是一种挑战。近日，一篇发表在国际杂志PLoS Medicine上题为“Estimating impact of food choices on life expectancy： A modeling study”的研究报告中，来自卑尔根大学等机构的科学家们通过研究发现，通过将美国年轻成年人的饮食模式从典型的西方饮食转换为优化的饮食模式，即包括更多的豆类、全谷物和坚果、并减少红肉和加工肉类的摄入，那么其预期寿命或许会增加10年以上；而对于老年人群而言，从这种饮食模式改变中所获得的预期寿命效益或许较小，但仍然非常可观。
食物是机体健康的基础，据估计，在全球范围内，饮食风险因素每年会导致1100万人死亡和2.55亿的伤残调整生命年（disability-adjusted life-years）；在这项最新研究中，研究人员利用来自“全球疾病负担研究计划”（Global Burden of Diseases）中的综合性分析和数据，建立了一种模型，其能帮助研究者即时估计一系列饮食变化对机体预期寿命的影响，目前该模型也能作为一种公开的在线工具，其称之为“Food4HealthyLife计算器” (https：//food4healthylife.org/)。
对于美国的年轻成年人而言，该模型推测，从20岁开始，从典型的西方饮食到最佳饮食的持续改变。将会使得女性（10.7年，不确定区间为5.9-14.4年）和男性（13.0年，不确定区间为6.9-17.3年）的预期寿命增加10年以上。多吃豆类（女性： 2.2 [1.0-3.4]； 男性： 2.5 [1.1-3.9]）、多吃全谷物(女性： 2.0 [0.7-3.3]； 男性： 2.3 [0.8-3.8])和多吃坚果(女性： 1.7 [0.8-2.7]； 男性： 2.0 [1.0-3.0])，、少吃红肉(女性： 1.6 [0.7-2.5]； 男性： 1.9 [0.8-3.0])和少吃加工肉类(女性： 1.6 [0.7-2.5]；男性： 1.9 [0.8-3.0])仍然会使得人群机体的寿命得到最大的提高。而从60岁开始将饮食模式从典型的饮食转变到优化的饮食，仍然能使得女性的预期寿命增加8年（4.8-11.2年），使得男性的预期寿命增加8.8年（5.2-12.5年）；而80岁的人群则能从诸如此类饮食改变中获得3.4年的预期寿命（女性： 2.1-4.7；男性：2.1-4.8）。
研究者表示，理解不同的食物组的相对健康潜能或能让人们获得可行且显著的健康效益；未来Food4HealthyLife计算器或能作为一种有用的工具，从而帮助临床医生以及政策制定者等人群理解膳食选择对人群机体健康的影响效应。研究者Fadnes补充道，截止到目前为止，有研究揭示了单独的食物组或特定的饮食模式相关的健康效益，但对其它饮食改变所产生的健康影响却给出的信息非常有限，本文研究中研究人员所提出的建模方法或许就填补了这一空白。
综上，本文研究结果表明，持续性的饮食改变或能给予所有年龄段人群带来大量的健康益处，包括优化和可行的改变等；据推测，在日常生活中越早开始改变饮食，个体后期所获得收益就越大；目前研究人员在网上所提供的特殊工具—Food4HealthyLife计算器或能帮助临床医生、政策制定者和普通人群理解膳食选择所产生的健康效应。（生物谷Bioon.com）
原始出处：
Lars T. Fadnes,Jan-Magnus Økland, Øystein A. Haaland, et al. Estimating impact of food choices on life expectancy: A modeling study. PLoS Med 2022,19(2): e1003889. doi：10.1371/journal.pmed.1003889
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