袁越
世界上流行過(guò)很多長(zhǎng)壽秘方,但真正被科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明有效的秘方只有一個(gè),那就是“卡路里限制”(Caloric Restriction)。
“卡路里限制”可以被簡(jiǎn)單地定義為科學(xué)節(jié)食,即在保證蛋白質(zhì)、脂肪酸、維生素和礦物質(zhì)等人體必需營(yíng)養(yǎng)元素一點(diǎn)也不缺的情況下,適當(dāng)減少卡路里(能量)的攝入。針對(duì)線蟲(chóng)、果蠅和小鼠進(jìn)行的一系列嚴(yán)格的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)都已證明,“卡路里限制”確實(shí)能夠延長(zhǎng)它們的壽命,但因?yàn)樯婕皞惱韱?wèn)題,與此相關(guān)的人體實(shí)驗(yàn)非常難做,科學(xué)家們至今也無(wú)法確切地知道節(jié)食到底能不能延壽。
即使將來(lái)科學(xué)家證明節(jié)食確實(shí)能延長(zhǎng)人類壽命,恐怕大家也很難堅(jiān)持下去,因?yàn)槭澄锸侨祟惈@得滿足感的重要途徑,整天餓肚子肯定會(huì)讓人不爽。于是,有不少科學(xué)家試圖搞清節(jié)食延壽的機(jī)理,以便能發(fā)明出一種藥物,模仿節(jié)食的效果,讓人不必挨餓就能長(zhǎng)壽。
這種研究很難做,因?yàn)楣?jié)食導(dǎo)致的生理變化異常復(fù)雜,不同的組織和細(xì)胞類型對(duì)于節(jié)食的反應(yīng)各不相同。高通量單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)的出現(xiàn),為解決這個(gè)問(wèn)題提供了一種可能性。這項(xiàng)技術(shù)能夠讓科學(xué)家同時(shí)研究很多個(gè)不同細(xì)胞內(nèi)的基因活性變化,便于相互比較,從中找到最合適的藥物靶點(diǎn)。
來(lái)自美國(guó)和中國(guó)的科學(xué)家們通力合作,在《細(xì)胞》雜志上發(fā)表了一篇重磅論文,首次在細(xì)胞和分子水平上揭示了節(jié)食長(zhǎng)壽的機(jī)理。
為了盡量接近實(shí)際情況,研究人員選擇用和人體較為類似的大鼠來(lái)做實(shí)驗(yàn)。節(jié)食組大鼠從出生后18個(gè)月起開(kāi)始節(jié)食,每天只供應(yīng)相當(dāng)于平時(shí)70%的食物,一直持續(xù)到27個(gè)月為止。如果換算成人類時(shí)間,這就相當(dāng)于一個(gè)人從50歲開(kāi)始每天只吃七分飽,一直堅(jiān)持到70歲。對(duì)照組則正常喂食。
實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,研究人員首先分析了大鼠不同組織內(nèi)細(xì)胞成分的變化,發(fā)現(xiàn)對(duì)照組有57%的成分變化在節(jié)食組身上都沒(méi)有發(fā)生。這其中最顯著的變化發(fā)生在免疫細(xì)胞上。已知年輕大鼠身體組織中的免疫細(xì)胞含量相對(duì)較少,說(shuō)明它們體內(nèi)的炎癥反應(yīng)水平較低。隨著年齡的增加,對(duì)照組大鼠體內(nèi)的免疫細(xì)胞含量升高了不少,說(shuō)明它們體內(nèi)的炎癥反應(yīng)顯著增強(qiáng),這是衰老的標(biāo)志之一。相比之下,節(jié)食組大鼠體內(nèi)的免疫細(xì)胞水平和年輕大鼠相當(dāng),說(shuō)明節(jié)食的一大功效就是降低炎癥反應(yīng)的活躍程度。
說(shuō)到炎癥反應(yīng),很多人都認(rèn)為這是免疫系統(tǒng)對(duì)付細(xì)菌感染的武器之一。這個(gè)看法當(dāng)然沒(méi)錯(cuò),但炎癥反應(yīng)是一種比較激烈的防御手段,動(dòng)物自身的健康細(xì)胞很容易在“戰(zhàn)斗”過(guò)程中被誤傷。如果炎癥反應(yīng)轉(zhuǎn)為慢性的,危害尤其大。已有無(wú)數(shù)研究顯示,包括糖尿病、心血管疾病和癌癥在內(nèi)的很多老年病都和慢性炎癥反應(yīng)有關(guān)。
接下來(lái)的問(wèn)題是,“卡路里限制”究竟通過(guò)何種方式影響了炎癥反應(yīng)的強(qiáng)度呢?這就需要用到高通量單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)了。研究人員從這些大鼠體內(nèi)的40多種不同類型的組織當(dāng)中提取出168703個(gè)細(xì)胞,運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)對(duì)這些細(xì)胞的基因表達(dá)水平進(jìn)行了逐個(gè)分析,結(jié)果表明隨著年齡的增加,很多細(xì)胞內(nèi)的免疫基因的表達(dá)模式都發(fā)生了變化,但節(jié)食組卻沒(méi)變,依然保持了年輕時(shí)的狀態(tài)。這個(gè)結(jié)果說(shuō)明,節(jié)食能夠改變免疫細(xì)胞的基因表達(dá)模式,從而抑制動(dòng)物體內(nèi)炎癥反應(yīng)強(qiáng)度隨年齡增長(zhǎng)而增加的趨勢(shì)。而這似乎就是節(jié)食之所以能夠延緩衰老的主要原因之一。
這些基因當(dāng)中,一個(gè)名為YBX1的轉(zhuǎn)錄因子極為關(guān)鍵,因?yàn)檠芯空咴?3個(gè)不同組織中都觀察到了節(jié)食對(duì)該轉(zhuǎn)錄因子活性的影響,看來(lái)這個(gè)YBX1極有可能成為科學(xué)家夢(mèng)寐以求的長(zhǎng)壽藥物靶點(diǎn)。
但是,這個(gè)靶點(diǎn)是在大鼠身上找到的,科學(xué)家們并不知道它是否對(duì)人體也有同樣的效果,而這只能通過(guò)人體實(shí)驗(yàn)才能知曉答案。
為了解決人體實(shí)驗(yàn)的倫理難題,美國(guó)國(guó)立健康研究所親自出馬,聯(lián)合了一批高等院校,共同啟動(dòng)了一個(gè)卡路里限制人體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,并為此招募了218名成年健康志愿者??茖W(xué)家們首先確定了每名志愿者的基準(zhǔn)卡路里攝入量,然后將他們分成兩組,一組減少14%的卡路里攝入量,另一組維持原樣。
這個(gè)項(xiàng)目已經(jīng)進(jìn)行了兩年,是迄今為止規(guī)模最大、持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的人體節(jié)食實(shí)驗(yàn)。耶魯大學(xué)的生理學(xué)家維什瓦·迪克西特和他領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組受邀對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析研究,相關(guān)論文發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。
研究人員首先通過(guò)核磁共振成像技術(shù)(MRI)分析了志愿者的胸腺,發(fā)現(xiàn)節(jié)食的效果非常顯著。很多人都知道,胸腺是生產(chǎn)免疫T細(xì)胞的工廠,但大家可能不知道的是,胸腺也是衰老速度最快的人體器官之一。一般人活到40歲時(shí)其胸腺組織的70%會(huì)轉(zhuǎn)化為無(wú)用的脂肪,導(dǎo)致免疫T細(xì)胞的生產(chǎn)能力水平直線下降。事實(shí)上,這就是為什么老年人更容易生病的原因之一。
迪克西特發(fā)現(xiàn),節(jié)食組胸腺的脂肪化進(jìn)程居然被逆轉(zhuǎn)了。這個(gè)結(jié)果相當(dāng)令人振奮,幾乎可以肯定“卡路里限制”能夠增強(qiáng)人體免疫力,間接地延長(zhǎng)壽命。
接下來(lái),研究人員又分析了節(jié)食者的免疫細(xì)胞,想看看它們?cè)跈C(jī)理上和對(duì)照組有何差別,結(jié)果卻令人失望,兩者看不出明顯區(qū)別。但迪克西特沒(méi)有輕易放棄,他決定把注意力轉(zhuǎn)向脂肪組織,因?yàn)檫@也是人體免疫系統(tǒng)中的一員。很多不同種類的免疫細(xì)胞藏身于脂肪組織之內(nèi),這些免疫細(xì)胞如果被不恰當(dāng)?shù)丶せ?,就?huì)導(dǎo)致炎癥反應(yīng)。事實(shí)上,節(jié)食之所以能長(zhǎng)壽,一個(gè)主要原因就是節(jié)食者通常都很瘦,體內(nèi)的脂肪含量較低,炎癥反應(yīng)的水平也較低。
研究結(jié)果證實(shí)了迪克西特的猜測(cè),節(jié)食組在節(jié)食一年之后其體內(nèi)的脂肪組織就發(fā)生了明顯變化,一種名為PLA2G7的基因的活性顯著降低,而且在節(jié)食兩年后其活性仍然維持在很低的水平。
這個(gè)基因編碼的PLA2G7蛋白常見(jiàn)于巨噬細(xì)胞表面,在炎癥反應(yīng)中扮演了重要角色。該研究證明節(jié)食不但能通過(guò)減脂而延壽,還有可能通過(guò)降低PLA2G7基因的活性來(lái)減少炎癥反應(yīng),從而延長(zhǎng)人類的壽命。
既然如此,有沒(méi)有可能通過(guò)人為降低PLA2G7基因活性的方式模仿節(jié)食的效果呢?答案似乎是肯定的。研究人員在小鼠身上做了一個(gè)實(shí)驗(yàn),證明只要想辦法減少小鼠體內(nèi)的PLA2G7蛋白含量,無(wú)論小鼠多吃還是少吃,胖還是瘦,其胸腺功能都增強(qiáng)了。這說(shuō)明那些并沒(méi)有節(jié)食的小鼠獲得了“卡路里限制”的諸多好處。
上述兩個(gè)基因都有潛力成為長(zhǎng)壽藥的靶點(diǎn),其中PLA2G7基因來(lái)自人體實(shí)驗(yàn),潛力似乎更大一些。也許有一天,科學(xué)家能夠發(fā)明出一種基于YBX1基因或PLA2G7蛋白的減肥藥,通過(guò)模仿節(jié)食來(lái)延年益壽。