卡路里限制可以增加壽命? 少吃讓長壽更有概率發(fā)生?
如果是吃貨感覺可以忽略這個帖子了,畢竟不能吃好喝好的人生,再是漫長也沒有絲毫意義。難道活著就是只為了呼吸空氣,其他什么事情都不做嗎?
像癌癥這樣與年齡有關的疾病,很大一部分是由于長時間積累下來的基因突變,而卡路里限制(CR)能夠防止許多衰老帶來的變化,從而延長壽命、減少疾病發(fā)生。
難不成少吃還能減少突變積累?此前一些研究發(fā)現(xiàn),CR能夠減輕細胞內(nèi)的氧化應激并增強DNA修復,同時,CR還可能在組織層面上發(fā)揮作用。比如此前在果蠅中進行的一項研究顯示,在CR條件下,腸道中適應性比較差的細胞會被自然淘汰,最大程度地保留衰老時腸道的完整性。
而最近在《細胞報告》雜志上發(fā)表了一篇論文發(fā)現(xiàn),在哺乳動物中這樣的機制也是存在的。減少40%熱量攝入的小鼠,腸道隱窩干細胞競爭更加激烈,攜帶基因突變的細胞存活幾率下降了22%!
看來沒有食物的日子確實比較容易發(fā)生斗爭(不是
熱量限制促進細胞競爭,增加突變細胞的淘汰
讓我們首先來了解一下事件的發(fā)生地,小腸。
哺乳動物的腸道并不是平滑的,而是充滿了彎曲上皮細胞形成的突起,也就是所謂的小腸絨毛。這些絨毛的結(jié)構(gòu)很有意思,絨毛上的的細胞都是成熟的細胞,負責增殖的干細胞則位于絨毛之間的“坑底”,也就是小腸隱窩底部,新生細胞像傳送帶那樣沿著絨毛向上逐漸移動,被淘汰的細胞則從絨毛頂端脫落。
這種自我更新的速度很快,所以腸道細胞的壽命很短,大多數(shù)只能存活幾天。
小腸絨毛 | wiki
小腸作為直接接觸外來物質(zhì)(吃的)的一道屏障,其實是經(jīng)常暴露于會損傷DNA的物質(zhì)中的,不過正是因為小腸上皮細胞的高速更新,絕大多數(shù)發(fā)生了突變的細胞很快就被更新掉了,如此也就防止了突變細胞的繁殖。
當然了,位于坑底的干細胞們壽命還是比較長的,它們積累DNA突變的機會比山頂?shù)呐笥褌円蟮枚唷2贿^這些干細胞們內(nèi)部也存在很激烈的資源競爭,所以鄰居們也總是換人,這種現(xiàn)象叫做干細胞競爭(stem cell competition)。
所以其實大部分干細胞,包括那些不小心突變了的干細胞,最終也是會被淘汰掉的,除非這個突變干細胞強到一定地步,整個隱窩中都是它的突變后代,這樣的情況下突變才會被留存下來。
以上就是事件的背景了。
那么少吃是怎么在干細胞競爭中橫插一腳的呢?
為了能夠貼身觀察干細胞們打架,研究者們給小鼠插入了一個報告基因,這個基因被誘導激活之后,細胞可以隨機表達四種顏色熒光蛋白的其中一種,這樣就能夠在活體成像技術(shù)的幫助下清楚觀察到相鄰的單個細胞了。同時,這個報告基因也可以作為一種無害的基因突變與正常細胞做比較。
下面我們把有這個突變的干細胞叫做彩色干細胞,正常干細胞就還叫正常干細胞。
該開始給小鼠節(jié)食了。CR小鼠的飲食方案保障了營養(yǎng)供給,熱量降低了40%。8周之后,這些小鼠體重下降了25.1%±7.4%,不過小腸的長度和寬度沒有改變。和前人的研究結(jié)果一致,CR小鼠腸道中的干細胞和其他的小生境細胞數(shù)量都增加了,隱窩的體積也增加了。
一個個隱窩和其中的多個干細胞,可見CR小鼠的隱窩更大、細胞更多
研究者所料,彩色干細胞和正常干細胞之間的競爭主要有三種情形:第一,彩色干細胞敗,正常干細胞數(shù)量更多;第二,二者勢均力敵;第三,彩色干細胞勝,隱窩中彩色干細胞數(shù)量遠超。
三種情況
有意思的是,在多次成像測量中,CR小鼠的彩色干細胞克隆的平均大小都比正常飲食小鼠要小,這說明干細胞競爭的速度比較慢。這也難怪,CR下干細胞總數(shù)增加了,對手更多,戰(zhàn)斗是要持續(xù)得長一些。
研究者還對比了CR小鼠和正常小鼠的干細胞增殖速率以及其他的影響因素,確認CR使得干細胞競爭速度減緩確實就是干細胞數(shù)量變多的直接后果。
那么競爭對手變多、戰(zhàn)斗更激烈,突變細胞的生存率如何呢?
研究者在誘導激活報告基因后的48小時和12周分別測量了彩色干細胞克隆的數(shù)量,來看下結(jié)果。
在正常飲食的小鼠中,12周之后631個克隆有96個依舊還在,留存率15.21%;在CR小鼠中,留存率只有11.82%。這說明,CR使小鼠的突變細胞生存幾率降低了22.29%!
CR中突變細胞存活下來的幾率更低
報告基因還算是個不好不壞的基因突變,那攜帶致癌突變的細胞會不會也因此難以生存呢?
這次研究者就沒能再讓突變干細胞變彩色了,因為同時轉(zhuǎn)報告基因和致癌基因這也不知道小鼠受不受得了,所以最后是用RNAScope來標記APC基因缺失細胞。APC缺失誘導腸道腺瘤嘛。
略過中間的麻煩過程直接說結(jié)論,對致癌的APC突變干細胞來說,也是受到CR影響更難存活的,它們想要占領一個完整的隱窩,同樣要面臨更激烈的競爭、需要更長的時間。也就說是,CR能夠幫助清除突變細胞。
APC缺失細胞在CR下更難存活
少吃的理由又多了一條,我這又興奮又難過的情緒是怎么一回事……
而且還有一個關鍵問題,少吃意味著體力少了,就意味著鍛煉量變少了。那么卡路里限制就是把自己當成了烏龜,但現(xiàn)在人類或許更適合經(jīng)常鍛煉的生活,所以別慌,繼續(xù)吃你的。
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