《Cell》子刊:16小時禁食抗衰落伍,刺激一種神經元,2小時有效
間歇性禁食、模擬禁食……單通過禁食就可激活自噬抗衰,各種“禁食”大法在抗衰圈可謂是火得不得了。但最簡單的禁食也至少要十幾個小時不吃東西,這可不是一般人能堅持的。
不知道向往禁食抗衰的各位,有沒有想過跳過禁食,一步到位。在享受美食的同時,激活自噬,達到延壽的效果。
不要急,德國馬普研究所的Weiyi Chen團隊在《Cell》子刊發(fā)布新研究,可能可以給大家?guī)ヒ恍╈`感。
研究發(fā)現(xiàn),大腦中的AgRP神經元是推動短期禁食增加肝臟自噬的關鍵,直接刺激AgRP可在不禁食的情況下增加自噬,而衰老會減弱這一肝臟自噬通路的效果。
“自噬”這個概念在各位讀者這里一定不陌生。“自噬失活”被認為是12大衰老標識之一,派派不止一次強調過自噬的重要性,如果自噬受損,就會引發(fā)衰老問題。
為了增加自噬,科研人員想了無數辦法,禁食就是其中之一,現(xiàn)在普遍認為禁食12-16小時就可以激活自噬。但是對于從禁食到自噬的具體機制的研究并不多。
這一次研究人員發(fā)現(xiàn),這十幾個小時的禁食其實是在等待一個神經元——AgRP。有了它,才有自噬。
大腦中的AgRP神經元可以感知和整合代謝信號,以調節(jié)食物攝入、能量消耗以及全身葡萄糖和蛋白酶穩(wěn)態(tài)。AgRP就像是一個霸道的小管家,只要一激活,就會按頭讓我們吃飯。
在前期調查階段,研究人員發(fā)現(xiàn)AgRP神經元好像與禁食誘導的自噬有關。為了確定這一推測,團隊通過禁食建立了小鼠短期食物剝奪模型。
實驗中小鼠被分為三組,自然進食的對照組、4小時禁食組和6小時禁食組,研究通過檢測AgRP的豐度來判斷其激活水平。
圖注:AgRP豐度檢測結果
結果顯示,4小時禁食組的小鼠中,AgRP神經元激活比例增加至47%,而自然喂養(yǎng)小鼠中的比例為12%。當禁食時間延長至6小時,禁食小鼠中的比例增加至59 %,自然喂食小鼠中的比例為 8%。
這表明禁食有助于AgRP的激活,且禁食時間越長,AgRP激活數量越多。換句話說,禁食導致的饑餓瘋狂搖晃著AgRP的小鈴鐺,讓它分泌,而沒有食物攝入讓小鼠抓狂,肝臟沒有辦法無奈啟動自噬安撫小鼠饑餓的心。
不過單靠這個無法證明AgRP對于自噬的必要性。為此,研究人員開始在短期禁食期間抑制AgRP神經元,以評估在有或沒有AgRP神經元激活的情況下,禁食對肝細胞自噬的誘導作用。
圖注:AgRP抑制與否對肝臟自噬的影響
實驗結果顯示,AgRP被抑制的小鼠,肝臟中自噬流以及與自噬、糖代謝和脂代謝相關的 mRNA轉錄物表達顯著減少。也就是說,哪怕為了自噬餓幾天,如果沒有AgRP的助攻,也沒有效果。
既然自噬的激活主要是依靠刺激AgRP神經元,那么如果直接刺激AgRP神經元,是否可以達到與禁食相同的結果呢?
為了驗證這一點,實驗人員將老鼠腦部特異性激活AgRP的光離子通道接上光纖,對小鼠的AgRP神經元進行光遺傳刺激。
4小時的光刺激后,小鼠攝食量增加。AgRP神經元作為調節(jié)食物攝入的信號,攝食量增加就可以證明光遺傳刺激成功激活了小鼠的AgRP神經元。
隨后,研究人員又對光遺傳AgRP神經元激活后 2小時和4小時的基因表達進行分析,結果顯示,肝臟自噬是AgRP神經元經過刺激后基因主要表達的通路。
圖注:AgRP受到光刺激后基因的表達結果
也就是說,光遺傳刺激AgRP同樣也可以激活肝臟自噬,不一定要依靠禁食。
更氣人的是,比起禁食動輒十幾個小時的煎熬,光遺傳刺激AgRP激活禁食只需“一彈指”,又快又好。
研究人員在使用光遺傳刺激AgRP神經元的2小時和4小時后,對自噬體豐度的指標進行了免疫追蹤。
圖注:光刺激AgRP后自噬的響應時間
結果顯示,在接受光遺傳刺激后,只需2小時肝臟自噬就可啟動,且自噬體豐度指標LC3還會隨著時間增加。這說明在光遺傳刺激AgRP后,自噬的激活十分迅速,而且時間越久效果越好。
十幾小時的禁食和2小時的光刺激,對比是有些強烈。未來說不定可以開發(fā)出發(fā)光芯片,植入大腦就可以自由調節(jié)AgRP,激活自噬,再也不需要禁食。
不過,現(xiàn)在還沒有這樣的技術能夠一步到位,畢竟人不是小鼠,又不能光纖入腦。人活一世,想要長壽也要安全呀!
所以說還是得乖乖禁食,而且這個禁食也要趁早,越早開始效果越好。
依賴于短期禁食誘導的肝臟自噬,是否會受到衰老的影響尚不清楚。
為了弄清這一點,研究團隊進行了小鼠試驗。他們將10周齡和81周齡的C57BL/6J小鼠暴露于短期4小時禁食模式,以評估肝臟自噬。
圖注:10周與81周小鼠肝臟自噬激活對比
團隊觀察到,與年輕小鼠相比,在老年小鼠中,空腹誘導的自噬體豐度指標LC3脂質化顯著減少,肝臟自噬激活降低。由此可見,衰老會損傷禁食誘導的肝臟自噬。
此外,與10周齡小鼠相比,81周齡小鼠在空腹期間的循環(huán)皮質酮濃度顯著降低。雖然在兩組小鼠中,空腹誘導的體重減輕相當,但81周齡小鼠的空腹誘導的血糖濃度降低遲鈍。
循環(huán)皮質酮濃度變化與血糖濃度降低都是在AgRP激活后機體會產生的表現(xiàn)?,F(xiàn)在老年小鼠的在禁食后,這兩個指標變化的趨勢與在AgRP神經元抑制的空腹小鼠中觀察到的情況相似。
綜合上述數據,隨著衰老的增加,短期禁食誘導的肝臟自噬效應會減低,而且衰老還影響到了AgRP的激活。換句話說,老年人靠禁食抗衰的效果不如年輕人。
衰老對這一條從禁食到AgRP到肝臟自噬的通路的影響幾乎是毀滅性的。所以說,如果要選擇短期禁食作為增加肝臟自噬,從而抗衰的方法,就要趁早。
不管是通過禁食還是光遺傳刺激激活肝臟自噬,都離不開AgRP神經元。AgRP神經元作為激活肝臟自噬的關鍵,可以成為未來研究的方向。
現(xiàn)在的研究對于禁食和激活自噬之間的研究還不夠,雖然12-16小時是大部分人贊同的自噬啟動時間,但這不代表是最短的時間。
可能通過改良禁食的方法,就可以更快啟動自噬激活程序,像光遺傳刺激那樣的2小時啟動自噬也許也不是不可能。
—— TIMEPIE ——
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