Nature子刊:要長壽,既要 「吃得少」, 也要「聞的少」

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在多種模式生物以及人類中的研究發現,飲食限制是一種高度保守性的延緩衰老並促進長壽的干預策略。長期以來,對飲食限制調節衰老和長壽的絕大部分研究以食物中提供能量的營養物質為對象,探究如蛋白質,脂肪,糖等,是如何參與該過程的及相應的分子機制是怎樣的; 而食物的氣味、味道等非營養成分是如何參與了飲食限制延壽的過程的研究相對很少,其機制尚且未知。

2021年3月15日,華中科技大學生命科學與技術學院劉劍峰教授課題組在 Nature Aging 雜誌上發表了題為:Olfactory perception of food abundance regulates dietary restriction-mediated longevity via a brain-to-gut signal(食物豐度的嗅覺感知通過『腦-腸『軸信號通路調節飲食限制誘導的長壽效果)的研究論文。

該研究發現食物氣味可以將飲食限制誘導的線蟲壽命延長效果減弱一半,系統地揭示了食物氣味感知神經系統調節飲食限制延壽過程的新機制,並探討了相關信號通路的保守性,為抗衰老研究及藥物開發開拓了新的方向。

Nature Aging 雜誌同期還發表了來自耶魯大學Michael N. Nitabach教授題為:Food odors decrease longevity via a brain–gut axis 的News & Views文章,對該研究給與了積極肯定。

在這項研究中,研究團隊系統地分析了食物氣味及生物個體對食物氣味的感知是如何調節飲食限制延壽效果的這一科學問題。

研究結果發現,食物氣味可以將飲食限制誘導的線蟲壽命延長效果減弱一半,而不影響對照組(正常進食)線蟲的壽命

進一步的機制探究發現,在飲食限制的線蟲中,食物氣味信號通過一條全新的『腦-腸』軸信號傳遞途徑來抑制線蟲腸道內的能量代謝中心分子AMPK的活性,從而實現了對線蟲壽命延長效果的抑制作用:飲食限制條件下,線蟲5-羥色胺神經元ADF感受到食物氣味後,經5-羥色胺GPCR 受體SER-5激活多巴胺神經元CEP, 而後通過多巴胺GPCR 受體DOP-6將信號傳遞到章魚胺神經元RIC並抑制RIC神經元分泌章魚胺的活性,進而抑制了下游章魚胺GPCR受體SER-3及下游EGL-30/EGL-8/CKK-1級聯信號通路活性,從而減弱了AAK-2/AMPK的磷酸化水平和蛋白活性,最終起到抑制飲食限制誘導的線蟲長壽的效果。

同時,該研究揭示了線蟲腸道內AMPK和線蟲食物氣味感知神經環路是實現飲食限制誘導長壽的兩個重要『樞紐』: AMPK的活性不僅受到『腦-腸『軸傳遞來的食物氣味信號的負向調節,還受到AMP(單磷酸腺苷,飲食限制條件下其水平增高)分子的正向變構調節;而食物氣味感知神經環路的的活性不僅受到來自食物的氣味分子的調節,而且還受到機體內能量代謝水平的調控。

更重要的是,在小鼠脂肪和肝臟原代細胞中的研究結果發現,與線蟲腸道中的信號通路相對應的α-1A去甲腎上腺素GPCR受體及下游Gq/PLCβ/CaMKK信號通路調節AMPK活性的機制具有極強的保守性,這為下一階段的抗衰老研究提供了新的潛在靶點,具有很好的指導意義。

 

 

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