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间歇性禁食延长动物寿命的新机制
- by wittx 2021-10-24
无论间歇性禁食被称为5:2饮食法还是16/8饮食法，名人们都发誓这些饮食方案是减肥的好方法。禁食现在是一种时尚，但真正的科学支持了每周禁食两天或将饮食限制在每天8小时内可以减肥的说法。
科学家们已发现间歇性禁食有更多与体重无关的健康益处：对小鼠和其他动物的研究表明，间歇性禁食还能延长寿命。但是对于那些想采用间歇性禁食来减缓衰老过程的人来说，有一个问题。在现代社会，人们习惯于一日三餐，而间歇性禁食是很难的。
在一项新的研究中，来自美国哥伦比亚大学的研究人员以禁食的果蝇为研究对象，揭示了间歇性禁食如何在细胞内发挥作用，以减缓衰老过程（至少对果蝇来说是这样），并指出了在不产生饥饿感的情况下获得禁食带来的健康益处的潜在方法。相关研究结果于2021年9月29日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Circadian autophagy drives iTRF-mediated longevity”。
一般来说，间歇性禁食（intermittent fasting）和时间限制性进食（time-restricted feeding）将食物而不是整体热量摄入，限制在一天的特定时间内。（饮食限制，已被证明可以增加寿命，减少热量摄入。）
论文通讯作者、哥伦比亚大学瓦格洛斯内外科学院遗传学与发育学副教授、昼夜节律专家Mimi Shirasu-Hiza博士说，“由于间歇性禁食限制了进食的时间，有人假设自然生物钟发挥了作用。” Shirasu-Hiza和她实验室的助理研究员Matt Ulgherait博士转向果蝇进行研究。果蝇具有与人类相似的生物钟，在白天保持活跃，在晚上睡觉，同时还共享大约70%的人类疾病相关基因。Shirasu-Hiza说，果蝇是一种很好的用于研究衰老的模型，因为果蝇和人类的衰老方式相似，但由于果蝇只活两个月，衰老实验在技术上更可行。
这些作者为果蝇分配四种不同的饮食方案中的一个：24小时不受限制地获取食物；白天12小时获取食物；24小时禁食，然后是24小时不受限制地进食；20小时禁食，然后无限制恢复喂养一天，他们将这一饮食方案称为间歇性时间限制禁食（intermittent time-restricted fasting, iTRF）。
图中的浅蓝色方框表示寿命期间的iTRF持续时间；实线和虚线分别表示无限制饮食和iTRF饮食的果蝇。图片来自Nature, 2021, doi:10.1038/s41586-021-03934-0。
在这四种饮食方案中，只有iTRF明显延长了寿命：雌性果蝇的寿命延长了18%，雄性果蝇的寿命延长了13%。20小时禁食的时间是关键：只有在夜间禁食并在午餐时间结束禁食的果蝇的寿命才会延长。全天禁食的果蝇和只在夜间进食的果蝇的寿命没有变化。
对这些作者来说，时间的作用是禁食与长寿相关的一个重要线索。他们发现，禁食后，一种细胞清洁过程开始启动，但只有当禁食发生在夜间时才会启动。他们将这种细胞清洁过程称为自噬，已知该过程通过清理和回收细胞中的受损成分来减缓衰老。
Shirasu-Hiza说，“我们发现，iTRF延长寿命的好处需要功能性的昼夜节律和自噬组分。当昼夜节律和自噬中的任何一种受到破坏时，饮食就不会影响果蝇的寿命。”
iTRF不仅增加了果蝇的寿命，而且这种饮食方案还改善了果蝇的“健康寿命（healthspan）”，增加了肌肉和神经元的功能，减少了与年龄有关的蛋白聚集，并推迟了肌肉和肠道组织中衰老标志物的出现。
人类细胞使用相同的细胞清洁过程，因此这些发现提出了一种可能性，即刺激这种细胞清洁过程的行为变化或药物可能为人们提供类似的健康益处，推迟了与年龄有关的疾病并延长寿命。
Ulgherait说，“任何类型的饮食限制都是困难的。这需要很强的自律。如果我们能从药理学上增强自噬，特别是在夜间，那么获得同样的健康益处就会容易得多。”
参考资料：
Matt Ulgherait et al. Circadian autophagy drives iTRF-mediated longevity. Nature, 2021, doi:10.1038/s41586-021-03934-0.
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