一項關(guān)于衰老和長壽機(jī)制的新研究發(fā)現(xiàn)，果蠅抑制產(chǎn)生蛋白質(zhì)Sirt4(人體中也存在)是短暫的，而改良后的果蠅可以長壽。此外，缺乏Sirt4顯示的蒼蠅增加了對饑餓的敏感性，降低了生育力和活動，并且無法在體內(nèi)使用能量儲存。

結(jié)果表明，增加Sirt4活性可能是治療與年齡相關(guān)的代謝衰退和疾病(如糖尿病和肥胖)和促進(jìn)健康壽命的重要途徑。該研究發(fā)表在“美國國家科學(xué)院院刊”上。

“我們證明Sirt4負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)生物體的壽命和代謝，特別是它協(xié)調(diào)對禁食的代謝反應(yīng)，”主要作者杰森伍德說，他是布朗大學(xué)分子生物學(xué)，細(xì)胞生物學(xué)和生物化學(xué)系的研究員。“我們還證明過量表達(dá)Sirt4的基因可以延長蒼蠅的壽命。”

果蠅的遺傳特性使其成為探索人類行為，發(fā)育，遺傳和代謝條件以及疾病的生物模型。

在這項研究中，經(jīng)過改良以產(chǎn)生額外Sirt4的果蠅使其健康壽命延長了20%。消除蒼蠅生產(chǎn)Sirt4的能力使他們的健康生命減少了20%。此外，如果細(xì)胞中沒有Sirt4，從食物中取出的蒼蠅會迅速死亡，即使體內(nèi)仍然存在營養(yǎng)和脂肪。

Sirt4屬于一類稱為sirtuins的蛋白質(zhì)，已知可調(diào)節(jié)長壽，代謝，基因組穩(wěn)定性，糖尿病和神經(jīng)變性等方面。Sirt4存在于線粒體中，線粒體是發(fā)生呼吸和能量產(chǎn)生的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。

人體細(xì)胞含有七種不同的sirtuins，包括三種線粒體sirtuins，Sirt3，Sirt4和Sirt5。果蠅細(xì)胞只含有一種線粒體sirtuin，Sirt 4.在活蠅中增加或減少Sirt4的表達(dá)，使研究人員能夠發(fā)現(xiàn)Sirt4在昆蟲中發(fā)揮的作用，并可能在人類中發(fā)揮作用。

“我們首次表明，增加線粒體sirtuin的活性可以延長壽命，”伍德說。“以前沒有研究發(fā)現(xiàn)增加線粒體sirtuin(如Sirt4)的活性可以延長生命體的健康壽命。”

該研究還表明，Sirt4可能是一個負(fù)責(zé)禁食代謝作用的基因，特別是當(dāng)一種生物從碳水化合物轉(zhuǎn)為脂肪時調(diào)節(jié)的基因。在營養(yǎng)不良的情況下，缺乏基因的生物比正常情況下的死亡要快得多。

該研究的高級作者，布朗生物學(xué)教授斯蒂芬赫爾凡德說，Sirt4參與禁食期間的“燃料轉(zhuǎn)換”。“如果沒有Sirt4，禁食時，蒼蠅不能獲取許多營養(yǎng)素和儲存的脂肪。”

研究人員知道，生物體中的臨時禁食對于重新調(diào)節(jié)其新陳代謝是有價值的。這些發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生了所謂的“近饑餓”飲食，以改善健康和延長壽命。

但科學(xué)家們并不知道這種禁食 - 逆轉(zhuǎn)老化機(jī)制是如何起作用的。赫爾芬德說，Sirtuins很可能扮演一個角色。“我們希望更多地了解sirtuins的作用及其參與限制卡路里的途徑。”

Wood說，這些發(fā)現(xiàn)可以作為解釋Sirt4如何工作的起點。他參與了之前關(guān)于sirtuin活化劑白藜蘆醇的研究，該研究與衰老的減緩和癌癥與糖尿病等疾病有關(guān)。研究表明，白藜蘆醇可以激活蛋白質(zhì)Sirt1?，F(xiàn)在，研究人員想知道是什么激活了Sirt4。

“我們認(rèn)為Sirt4是一個有吸引力的目標(biāo)，可以幫助改善新陳代謝疾病，并可能延長健康生活，”Helfand說。“在蒼蠅中，我們看到它有效，但我們不確定如何。”

Helfand補(bǔ)充說，對哺乳動物細(xì)胞和組織的研究已經(jīng)對線粒體sirtuins如何影響哺乳動物的整體代謝產(chǎn)生了相互矛盾的結(jié)果。果蠅只有一個線粒體sirtuin，提供“清除，集中能力破壞這一種蛋白質(zhì)，”他說。“這為我們提供了評估線粒體sirtuins主要功能的直接方法。”

伍德說，這項研究是基于“整個動物模型”。“在我們停用或過表達(dá)基因后，我們可以看到活蒼蠅中發(fā)生了什么。”