《Nature》子刊:正常吃也能瘦!一種蛋白增加壽命,無懼吃糖太多
奶茶、甜品、芝士蛋糕,現(xiàn)代人的生活中越來越離不開糖。糖給我們帶來了愉悅,同時也帶來了健康風(fēng)險(xiǎn)!體內(nèi)高糖和肥胖等一系列老化問題相關(guān),還會縮短多種生物體的壽命。
來自加拿大蒙特利爾大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)在《Nature》子刊發(fā)布研究顯示,增加一種叫PGPH-2蛋白質(zhì)的表達(dá),可以在吃了很多糖的情況下,減少體內(nèi)的脂肪,不節(jié)食也產(chǎn)生與熱量控制相似的正向效應(yīng),有助于延長壽命,擁有良好健康狀況。
Part 1 增加一種蛋白質(zhì),減少脂肪累積,健康長壽
要解決攝入過多糖分引起的老化問題,就要找到葡萄糖對體內(nèi)影響的直接靶點(diǎn),從根源解決問題。為此,研究團(tuán)隊(duì)一步步抽絲剝繭,終于在線蟲中找到了關(guān)鍵蛋白質(zhì)PGPH-2。
在分子水平上,過量的葡萄糖會提高3-lin酸甘/油(Gro3P)的水平,Gro3P是碳水化合物和脂質(zhì)代xie交叉點(diǎn)的關(guān)鍵產(chǎn)物,與代xie和老化問題息息相關(guān)。
當(dāng)我們攝入的營養(yǎng)過剩后,Gro3P大量積累,導(dǎo)致異位脂肪堆積、代xie應(yīng)ji,同時增加ROS的產(chǎn)生以損害大分子,并引起低度慢性上火、細(xì)胞功能障礙和可能的身體老化。
為了解決Gro3P的問題,研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了負(fù)責(zé)代xie核心的一種關(guān)鍵的進(jìn)化保守酶,甘/油-3-lin酸lin酸酶(G3PP),它通過將葡萄糖衍生的Gro3P水解,來解決相關(guān)代xie問題。
在秀麗隱桿線蟲中,G3PP有三種同源物 (PGPH-1,2,3),這三種蛋白質(zhì)充當(dāng)著G3PP酶的作用,是調(diào)節(jié)體內(nèi)代xie的關(guān)鍵。
團(tuán)隊(duì)經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn),在三種蛋白質(zhì)中,G3PP蠕蟲的主要同源物PGPH-2可以模仿熱量控制的一些有益效果,在糖攝入過多的情況下,減少脂肪,延長中等和長壽命。
PGPH-2的長壽好處具體體現(xiàn)在三個方面:
01減少脂肪累積
在試驗(yàn)過程中,團(tuán)隊(duì)通過一些方法,讓線蟲能夠穩(wěn)定過度表達(dá)PGPH-2,結(jié)果顯示,不管是在正常還是過量葡萄糖的條件下,PGPH-2都成功顯著減少了脂肪累積,同時不會影響線蟲的進(jìn)食。
圖注:線蟲中脂肪累積變少
隨著生物體的老化,其食欲和食物攝取能力可能會下降,導(dǎo)致不健康的體重減輕和相關(guān)問題。在線蟲中,進(jìn)食受到咽部泵動機(jī)制的控制,這種機(jī)制會隨著老化退化。
然而,在穩(wěn)定過度表達(dá)PGPH-2后,線蟲的咽部泵送反而隨著年齡的增長有所增加。老化過程中咽部泵送的增加是一種正面現(xiàn)象,表明蟲子在老化過程中仍然能夠很好地進(jìn)食和攝取足夠的營養(yǎng)。
02 卵黃蛋白減少
糖攝入過多除了導(dǎo)致脂肪積累的問題之外,還會增加組織中的卵黃蛋白。在老化過程中,卵黃蛋白的異位累積會損害線蟲的組織完整性和功能,阻礙線蟲健康長壽。
在穩(wěn)定過度表達(dá)PGPH-2后,即使攝入了過量葡萄糖,體內(nèi)的卵黃蛋白水平依舊得到了控制,和正常野生型線蟲的水平相似。
這表明,PGPH-2可以防止由營養(yǎng)過剩誘導(dǎo)卵黃蛋白積累,有助于線蟲健康老化。
圖注:卵黃蛋白減少
03 改進(jìn)運(yùn)動狀況
隨著年齡的上漲,老化還會影響動物的運(yùn)動行為,讓它變得沒有年輕時那么健康。在此次的研究中,研究團(tuán)隊(duì)也對正常條件生長的線蟲進(jìn)行了PGPH-2過度表達(dá)。
結(jié)果顯示,雖然PGPH-2過度表達(dá)對于正常生長的線蟲壽命沒有顯著影響,但是可以減輕由老化引起的運(yùn)動行為改變,改進(jìn)線蟲健康老化。
與此同時,在葡萄糖攝入過多的線蟲中,中等和長壽命得到了顯著延長。
總體而言,穩(wěn)定過度表達(dá)PGPH-2可以在不減少熱量攝入的條件下,模擬熱量控制的效果,健康地減少體內(nèi)脂肪,使線蟲健康老化。同時,還可以延長葡萄糖攝入過多的線蟲的中等和長壽命。
圖注:線蟲中等和長壽命得到了顯著延長
Part 2 PGPH-2不同于熱量控制,延長生物壽命
前文多次提到,通過過度產(chǎn)生蛋白質(zhì)PGPH-2生的長壽效果與熱量控制相似,那么PGPH-2的延壽機(jī)制到底有沒有通過熱量控制通路呢?
為此,研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了進(jìn)一步的研究,結(jié)果顯示,蛋白質(zhì)PGPH-2介導(dǎo)的健康長壽并不依賴經(jīng)典的熱量控制,是一個不同的途徑。
在研究過程中,研究人員準(zhǔn)備了一組咽部突變的線蟲,這些線蟲的有無咽部問題,食物攝入量很少,用來模擬熱量控制的環(huán)境。
數(shù)據(jù)顯示,在正常生長和過量葡萄糖的條件下,不管是咽部突變還是PGPH-2過表達(dá)都會導(dǎo)致線蟲繁殖數(shù)量減少,其中PGPH-2過表達(dá)對于繁殖的影響小于咽部突變。
圖注:不同情況下線蟲繁殖的變化
當(dāng)研究人員將兩種情況放到一起,測試咽部突變同時PGPH-2過表達(dá)的線蟲時,情況發(fā)生了改變,線蟲的繁殖數(shù)量嚴(yán)重降低,同時幼蟲又小又透明,兩種因素疊加產(chǎn)生了1+1>2的效果。
這表明,PGPH-2過度表達(dá)和熱量控制對線蟲的影響通過不同的通路產(chǎn)生,它們之間存在疊加效應(yīng),而不是單一的通路作用。也就是說,PGPH-2過度表達(dá)不同于熱量控制,與經(jīng)典熱量控制路徑無關(guān)。
除了熱量控制通路,研究人員還測試了另一個與長壽相關(guān)的通路,胰島素信號通路,與PGPH-2過度表達(dá)的關(guān)系。
當(dāng)研究人員通過突變讓胰島素信號通路失效后,PGPH-2過度表達(dá)依舊能夠延長短壽的突變線蟲的健康壽命和壽命,這也暗示了PGPH-2過度表達(dá)的長壽效應(yīng)與類似胰島素信號通路的途徑無關(guān)。
圖注:短命突變體的健康壽命和壽命得到延長
總而言之,研究表明PGPH-2過度表達(dá)的通路相對不同,可以在不受其他長壽通路影響的情況下延長生物體壽命,減小葡萄糖攝入過多帶來的老化影響。
吃糖讓人快樂,同時也帶來煩惱。PGPH-2過度表達(dá)也許就是一個減少煩惱的新思路,可以在不減少糖攝入的情況下,讓我們無痛減重、年輕態(tài)。
不過現(xiàn)在的試驗(yàn)還是在動物階段,希望研究人員可以進(jìn)一步進(jìn)行人體試驗(yàn),確定PGPH-2過度表達(dá)在人體內(nèi)的延壽效果。
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