间歇性禁食和操纵线粒体网络会增加寿命,为延长生命提供新启示

间歇性禁食和操纵线粒体网络会增加寿命,为延长生命提供新启示

哈佛大学最新研究表明,操纵细胞内线粒体网络——通过限制饮食或遗传改造模拟——可以延长寿命,促进健康。

这项研究10月26日在线发表在《Cell Metabolism》揭示了随着时长的推移,参与细胞能量过程的基础生物学的能力下降,导致衰老和与年龄相关的疾病,以及一些干预措施,诸如禁食时期可能促进健康老龄化。

线粒体-细胞提供能量的结构,存在能够根据能源需求动态地改变形状的网络。而这种能力会随着年龄的增长而下降,但这对新陈代谢和细胞功能的影响以前不清楚。在这项研究中,研究人员发现线粒体网络形状的动态变化和长寿之间的因果关系。

间歇性禁食和操纵线粒体网络会增加寿命,为延长生命提供新启示

单个细胞中的线粒体(红色)

科学家们使用线虫作为研究材料,线虫寿命只有两周,从而适宜在实验室研究老化,细胞内线粒体网络通常在融合和分散状态之间切换。研究人员发现,限制线虫的饮食,限制饮食或通过基因操纵能量感应蛋白AMP活化蛋白激酶(AMPK)的模仿饮食限制,能够维持线粒体网络融合或着说是“年轻”状态。此外,他们发现这些年轻的网络通过与细胞器过氧化物酶体协调调节脂肪代谢能够增加寿命。

间歇性禁食和操纵线粒体网络会增加寿命,为延长生命提供新启示

“之前研究显示低能条件如饮食限制和间歇性禁食已经被证明能够促进健康老龄化。理解为什么会出现这种情况是能够运用于医疗上的至关重要的一步, ”该研究的第一作者哈佛大学Heather Weir说,现在是Astex制药公司的研究员。“我们的发现在寻找治疗策略上开辟新的途径,将会减少随着年龄的增长与年龄有关的疾病发展的可能性。”

“虽然之前的工作表明间歇性禁食如何减缓衰老,潜在的生物学机制我们才刚刚开始理解,该研究的通讯作者,哈佛大学遗传学和复杂疾病副教授William Mair说。”我们的工作显示出线粒体网络的可塑性对于禁食的好处是至关重要的。如果我们将线粒体锁定在一个状态,我们完全可以限制禁食或饮食限制对寿命的影响。

间歇性禁食和操纵线粒体网络会增加寿命,为延长生命提供新启示

限制饮食或通过基因操纵激活AMPK可以延长寿命

研究人员下一步研究包括检测线粒体网络在哺乳动物禁食中的效果,以及线粒体灵活性的缺陷是否可以解释肥胖和与年龄相关的疾病的风险增加之间的关联。

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