衰老
,是一個複雜、多階段、漸進的過程,發生在生命的整個過程。隨著時間的流逝,人體的器官、肌肉會逐漸衰老,一些疾病也伴隨著年齡的增長而發生,包括癌症、糖尿病、心血管疾病和神經退行性疾病等。
細胞壓力反應
,又稱為未摺疊蛋白質反應,當細胞內錯誤的“未摺疊”蛋白質積聚時,細胞會產生壓力反應,可以清除這些有問題的蛋白質,以恢復細胞的平衡,從而減少隨著年齡增長而導致的細胞損傷。
2022年10月19日,新加坡
南洋理工大學
的研究人員在“
Nature Communications
”期刊上發表了一篇題為“The unfolded protein response reverses the effects of glucose on lifespan in chemically-sterilized C。elegans”的研究論文。
該研究發現,
高糖飲食可以啟用細胞壓力反應,促進錯誤摺疊蛋白的清除,可以延長壽命
。
研究人員強調,
儘管高糖飲食可能有助於延長衰老秀麗隱杆線蟲的壽命,但不建議老年人高糖飲食,而是強調了衰老過程中的一種新機制,併為解決與年齡相關疾病的新療法鋪平了道路
。
秀麗隱杆線蟲
,是衰老研究中的流行模型,因為它們與人類具有相似的基因組和許多細胞途徑,但它們只能存活三到四個星期,這使得它們的壽命變化相對容易測量。
在該研究中,研究人員分析了細胞內未摺疊的蛋白質積累時發生的壓力反應,在兩個不同的生命階段,給一些秀麗隱杆線蟲餵食高葡萄糖飲食,幼年期(即成年期的開始,第1天)、老年期(繁殖後的年齡,第5天),對照組自始至終餵食正常飲食。
研究發現,
食用高葡萄糖飲食的老年秀麗隱杆線蟲能活24天,幾乎是食用相同飲食的年輕秀麗隱杆線蟲壽命的兩倍(13天),而正常飲食的秀麗隱杆線蟲存活20天
。
葡萄糖可延長老年蟲的壽命
此外,與正常飲食的秀麗隱杆線蟲相比,
高葡萄糖飲食的老年蟲更敏捷,擁有更多的能量儲存細胞,這表明它們更健康的衰老
。
而對於年輕的秀麗隱杆線蟲,研究人員監測了三個未摺疊蛋白質反應通路壓力感測器的活動。與老年蟲相比,其中一種壓力感測器(IRE1)在年輕蟲中的活躍度明顯更高。
當研究人員敲除編碼IRE1的基因,關閉了這一壓力反應的細胞通路時,發現餵食高糖飲食的幼蟲可以存活25天,是原來的2倍
。這表明,壓力感測器IRE1的活性增加,是一種延長的未摺疊蛋白質反應,是導致它們壽命縮短的原因。
IRE1調節動物對高糖飲食的壽命影響
研究人員表示,老年蟲的高葡萄糖飲食刺激了它們原本遲緩的未摺疊蛋白反應,並開啟了某些細胞通路,不僅應對了過量葡萄糖引起的壓力,還應對了衰老相關的壓力,恢復了細胞的穩定性。
相比之下,由於IRE1的過度啟用,接受高葡萄糖飲食的幼蟲在細胞中引起了其他的壓力,這種持續的啟用反而導致細胞開始死亡。
根據結果,可以開發一種降低IRE1活性同時增加其他兩個壓力感測器活性的藥物,以減緩細胞衰老,從而延長壽命。
儘管如此,但研究人員不建議老年人高糖飲食,而是強調了衰老過程中的一種新機制,併為解決與年齡相關疾病的新療法鋪平了道路。
研究人員表示,這是第一項將這種特殊的壓力反應與衰老聯絡起來的研究,需要做更多的研究才能正確理解起作用的機制。
論文連結:
https://doi。org/10。1038/s41467-022-33630-0
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