《細胞》:七分飽抗衰老的奧秘都在這了!中科院團隊利用單細胞測序,揭示熱量限制在分子層面上的影響,免疫、代謝是關鍵|科學大發現
2022-08-08由 奇點網 發表于 林業
端粒細胞拉長真的能延緩衰老嗎
老話講吃飯要吃七分飽,不過眼下實行起來應該挺困難的,從睜眼到閉眼,奇點糕覺得自己應該一直處於七分飽到十二分飽之間吧(反正沒餓過。
當然了這樣是不對滴,且不說復工之後物理上要膨脹多少,吃太多也讓人離長命百歲更遠了呀。
既往的研究已經告訴我們,
熱量限制(CR)是最有效的干預衰老的措施之一,減肥瘦身、護膚美顏、改善肝腎功能、降低心血管疾病風險樣樣拿手
[1],不過它具體是怎麼抗衰的呢?
今日頂級期刊《細胞》雜誌發表了一篇論文,來自中科院和美國Salk研究所的科研團隊利用單細胞測序技術破譯了少吃的抗衰奧秘[2]。
研究者們分析了CR大鼠的9類組織樣本,並與正常衰老大鼠和年輕大鼠做了對比,發現了大量被CR影響的基因表達和調控過程
,
約四分之一因衰老而改變的基因表達被CR逆轉!
下面就來詳細看看,超過二十萬個細胞的海量資料,能夠告訴我們一些什麼秘密吧~
你們不覺得這個CR大鼠比旁邊兩個貌美嗎
考慮到臨床上的真實情況,我們不會從一出生就“吃不飽”,所以研究者們安排
大鼠從18個月開始限制飲食,卡路里攝入量為正常的70%,持續9個月直到27月齡,此時的大鼠相當於70歲的老人了,記為O-CR
;作為對照的兩組大鼠,一組是同樣年紀但吃喝隨便的大鼠O-AL,另一組則是5個月大的年輕大鼠,相當於16歲的青少年,記為Y-AL。
從外表上看,少吃是真的能減肥延壽。O-CR大鼠對比O-AL大鼠體重降了三分之一,血糖水平沒有變化,而且
這組大鼠不管是中位壽命還是最長壽命都要比O-AL更長
。
壽命顯著延長
另外,
O-CR大鼠的一些衰老特徵也更不明顯
。比如說,它們肝臟中積累的脂肪更少、各臟器中的衰老細胞更少、棕色脂肪的狀態也更年輕。
顯然,適量限制熱量可以延緩衰老表型、延長大鼠的壽命。
我們知道,衰老其實是一個非常複雜的生理過程,涉及到很多的分子通路,想詳細瞭解的讀者可以去
《醫學趨勢50講》
聽一聽相關的章節。那麼在細胞和分子層面上,少吃又是帶來了怎樣的影響呢?
研究者從大鼠的
棕色脂肪(BAT)、白色脂肪(WAT)、肝臟、腎臟、主動脈、面板和骨髓(BM)等七個組織
分離細胞進行分析,
超過16萬個細胞可以根據109種細胞簇歸類為42種主要的細胞型別,其中20多種細胞是組織特異性的
,例如部分組織的幹細胞;而部分內皮細胞、成纖維細胞則在多陣列織種都存在。
細胞與組織型別
研究者比較了組織中各細胞型別佔比的變化,發現
很多隨年齡改變的細胞增減是可以被CR所逆轉的
。例如,面板中的Krt14+上皮幹細胞和BAT中的脂肪幹細胞會隨衰老減少,但CR卻能夠令它們增加,這表明少吃可以預防年齡相關的幹細胞衰竭。
非常值得注意的是,研究者觀察到
在骨髓之外的多個組織中,都有隨年齡增加中性粒細胞等免疫細胞增加的現象,這也是可以被CR阻止的
。結合此前的一些研究和免疫熒光檢測結果,研究者認為
CR可以阻止免疫細胞從骨髓的遷出和浸潤、以及巨噬細胞的極化等等過程,使各組織中的促炎狀態轉變為抗炎狀態
。
各組織中細胞型別佔比
接下來研究者們分析了具體的差異表達基因(DEGs),其中O-AL和Y-AL的差異被定義為衰老相關的差異表達基因(aging DEGs),O-CR和O-AL之間的差異被定義為少吃相關的差異表達基因(CR DEGs),二者再進行比較,
可以被CR影響的衰老DEGs就稱為rescue DEGs
。
CR的影響可以說基本上是全面“抗衰”的,那些同步隨著衰老和CR上調或下調的基因,只佔所有衰老DEGs的1。8%,可以說CR對大鼠來說“副作用”是很小的。
將這三類DEGs按照組織型別分類,我們可以從圖中看出,
主動脈組織、BAT和WAT是受衰老和CR影響最大的組織
。
各組織中的DEGs
分析這些DEGs的功能,研究者發現
隨衰老下調的基因主要是與血管系統發育、細胞對生長因子反應、細胞再生、細胞外基質形成等有關
,CR能夠阻止這部分基因的下調;而那些
隨著衰老上調的基因,則主要與炎症反應、先天免疫、細胞死亡的積極調控等過程有關
,這種變化則會被CR削弱。
研究者還具體分析了不同組織中表達改變的基因,想必它們當中會出現新的抗衰老靶點。
如果進一步分析特定的細胞型別,研究者也找到了受衰老和CR影響最大的細胞群,結論可以看出,半數“最容易老”的細胞,同時也是最吃CR這一套的細胞。
與上文分析的類似,
可被CR上調的基因主要涉及發育、再生、對生長因子的反應、細胞外基質形成、對皮質激素的反應等
;
被CR下調的基因則主要與炎症、先天免疫、脂多糖反應、白細胞介素反應、活性氧代謝、凋亡訊號等有關
。
基因功能分析
接下來,研究者模擬了CR對轉錄調控網路的影響,結果顯示
CR可以重新編碼受衰老影響的轉錄調控,尤其是參與炎症和脂質代謝的轉錄因子
。
此外,研究者還計算了細胞間受體-配體結合,認為
CR可以改善衰老中異常的胞間通訊,尤其是炎症相關的
。
最後,研究者分析了大腦和骨骼肌細胞的相關資料,這兩個組織也是受衰老和CR影響非常大的組織,但是取單個活細胞相對困難,所以本項研究採用單細胞核RNA測序技術規避了難點,結果同樣顯示出CR對衰老的拮抗作用。
這是科學家首次在多器官/組織層面上系統分析熱量限制與衰老的細胞和分子變化,並突出熱量限制能夠延緩各組織與衰老相關的促炎細胞積累、並減輕衰老帶來的特異性基因表達改變。
不知道你們怎麼想,反正奇點糕現在覺得,手邊的雞腿有點不香了……
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