延緩衰老是一個古老而又年輕的命題。現代科學已經發現,衰老伴隨著一系列的生物化學變化,例如DNA甲基化。逆轉這些分子變化對延緩衰老可能具有良好的效果。
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熱量限制(Caloric Restriction, CR)被發現在果蠅、小鼠等動物中具有延緩衰老的作用。熱量限制是指在滿足必需營養素(如必需氨基酸、維生素、必需脂肪酸等)攝取的情況下減少能量攝入。
熱量限制是否可以在人類中也發揮延緩衰老的功效呢?近期,《Nature Aging》發表了一篇臨床研究論文,明確提出熱量限制可以延緩成年人的衰老程式!
https://Letter doi.org/10.1038/s43587-022-00357-y.
這項名為CALERIE的臨床研究在美國的3家醫療中心同時開展,持續時間2年。這期間,研究人員對一共220名健康成年人進行了跟蹤監測。其中145名受試者接受了25%熱量限制措施,即能量攝入比一般水平低25%。
監測指標主要是血液DNA甲基化水平。DNA甲基化是一種重要的表觀遺傳修飾,對基因表達有很多影響,也與衰老和相關疾病密切相關。因此,DNA甲基化可以視作基因的“年輪”,是歲月留在DNA上的痕跡。
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DNA甲基化水平的檢測是公認的用於衰老評估的方法之一,也是衰老相關疾病如腫瘤的檢測手段之一。DNA甲基化最突出的作用是使一些基因的表達減弱,具體機制可能與DNA構象、穩定性、分子互作和染色質結構變化有關。
為了更形象地說明甲基化與衰老的聯絡,科學家提出了“DNA甲基化時鐘”理論。透過演算法模型可以評估DNA甲基化時鐘的刻度,以便從DNA的角度來評估個體的生理年齡和衰老速度。
例如,即便同年同月同日出生的兩個人,其DNA甲基化時鐘並不會完全相同,透過對時鐘差異的分析就可以清楚地判斷兩者實際衰老程度的不同。
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在這項研究中,科研人員一共使用了3種演算法來進行DNA甲基化評估。PhenoAge和GrimAge用來評估個體的實際年齡,屬於靜態測量;DunedinPACE則用來評估衰老速度,屬於動態測量。
PhenoAge和GrimAge是對個體死亡風險的評估模型,是對衰老總體水平的評估,並且考慮了菸草、遺傳學、社會心理壓力因素、營養缺乏和毒素暴露等因素對壽命產生的影響。可以將這兩種模型形象地理解為“里程錶”。
DunedinPACE是對單位時間內受試者生物學衰老的幅度進行分析,可以將其理解為衰老的“速度計”。在較短期的實驗中,DunedinPACE對衰老的評估比以上兩種模型更加敏感。
https://Letter doi.org/10.1038/s43587-022-00357-y.
在研究期內,受試者的PhenoAge和GrimAge均上升,意味著所有個體的實際年齡都隨著時間的流逝而增加,並且熱量限制組和對照組差異不顯著。
不過,熱量限制組的 DunedinPACE 則明顯下降,說明熱量限制使受試者的衰老速度變慢,相比於對照組,衰老速度延緩了約2%~3%。這一數值意味著人群的死亡風險下降了10%~15%,與戒菸的效果幾乎相等。
此外,研究團隊還觀察到,熱量限制組人群的衰老相關疾病發生率更低,生存時間更長。不過,仍然需要更多的試驗來確定熱量限制是否可以用於疾病的預防,DunedinPACE數值的降低是否等同於壽命的最終延長也需要持續關注。
https://Letter doi.org/10.1038/s43587-022-00357-y.
那麼,熱量限制越多,衰老速度的變慢是否會更明顯呢?沿著這一疑問,研究團隊以熱量限制幅度10%為界限,將受試者進一步分為兩組。果然,他們發現熱量限制超過10%的人群衰老速度也更慢。
另外,研究結果也提示熱量限制對男女同樣有效。良好的熱量限制在延緩衰老方面,並沒有明確的性別差異。
本研究為期一共2年,雖然這期間熱量限制對衰老的總體治療效果較小,但這些良性改變依然會對人群健康產生深遠的影響。它表明,熱量限制等飲食結構改變的確會從基因層面影響人類壽命。
參考文獻:
R. Waziry, et al. Effect of long-term caloric restriction on DNA methylation measures of biological aging in healthy adults from the CALERIE trial. Nature Aging, 2023. https://Letter doi.org/10.1038/s43587-022-00357-y.
來自: 生物谷