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热量限制对染色体端粒的影响

[日期:2024-04-21] 来源:NM  作者:华东公共卫生 编译 [字体: ]

为了健康

 

“这项研究显示了热量限制如何影响端粒损失的复杂性。我们假设在限制热量摄入的人群中端粒损失较慢。相反,我们发现限制热量摄入的人群中起初端粒损失更快,体重稳定后端粒损失趋慢。

Idan Shalev, associate professor of biobehavioral health at Penn State

宾夕法尼亚州立大学的研究人员可能揭开了饮食如何影响衰老之谜的另一层复杂性。由宾夕法尼亚州立大学健康与人类发展学院的研究人员主导的一项新研究检查了一个人的端粒作为遗传基础的一部分,是如何在染色体末端起到保护帽的作用。又如何受到热量限制的影响。

该团队在2007年发表了他们的研究结果细胞老化。研究人员分析了一项为期两年的人类热量限制研究的数据,发现限制热量摄入的人与对照组相比,尽管两组研究结束时端粒长度大致相同,但端粒丢失的速度不同。根据之前的研究,将卡路里限制在20%60%已被证明可以延长许多动物的寿命。

在人类的一生中,每当一个人的细胞复制时即染色体复制到新细胞时,就会丢失一些端粒。当这种情况下,细胞端粒的总长度会变短。细胞复制足够多次后,端粒的保护帽就会完全消失。然后,染色体中的遗传信息会受损,因此会阻止细胞的未来繁殖或正常功能。端粒较长的细胞在功能上比端粒较短的细胞年轻,这意味着两个年龄相同的人可能会根据端粒的长度而有不同的生物学年龄。

宾夕法尼亚州立大学生物行为健康学副教授Idan Shalev表示,典型的衰老、压力、疾病、遗传、饮食等都会影响细胞复制的频率和端粒的长度。Shalev研究团队分析了来自国家CALERIE研究的基因样本;首个人体热量限制随机临床试验。Shalev团队目的是要了解热量限制对人体端粒长度的影响。由于端粒长度反映了一个人细胞衰老的快慢,因此研究端粒长度可以找到限制热量摄入可能减缓人类衰老的一种方式。

研究者说:“限制热量摄入可延长人类寿命的原因有很多,这个话题仍在研究中延长寿命的一个主要机制与细胞中的新陈代谢有关。当细胞内消耗能量时,这一过程中产生的废物会导致氧化应激,从而损害DNA并以其他方式破坏细胞。然而,当一个人的细胞由于热量限制而消耗更少的能量时,废物也就少了,细胞也不会那么快分解

该项研究检测了175名参与者的端粒长度,测试数据自CALERIE研究开始、研究开始至24个月(两年)热量限制后结束。大约三分之二的研究参与者限制热量,而三分之一作为对照组。

在研究中结果显示端粒丢失改变了轨迹。在第一年里,限制热量摄入的参与者体重减轻了,他们比对照组更快地失去了端粒。一年后,热量限制参与者的体重稳定下来,热量限制又持续了一年。在研究的第二年,限制热量摄入的参与者失去端粒的速度比对照组慢。两年后,两组的端粒长度趋于一致,两组的端粒长度在统计学上没有差异。

Shalev说,这些结果提出了很多重要问题。例如,如果再收集一年的数据,端粒长度会发生什么变化?研究参与者计划在10年的随访中进一步收集数据,当这些数据可用时,希望再对其进行分析。

尽管结果模糊不清,限制热量摄入对人类健康的潜在益处是有希望的。先前对CALERIE数据的研究表明,限制热量摄入可能有助于降低有害胆固醇和血压。根据沙莱夫和黑斯廷斯的说法,对于端粒来说,两年的时间不足以显示其益处,但这些益处仍可能会被探明。

国家老龄研究所资助了这项研究。

Source:

Journal reference:

Hastings, W. J., et al. (2024). Effect of long‐term caloric restriction on telomere length in healthy adults: CALERIETM 2 trial analysis. Aging Cell. doi.org/10.1111/acel.14149.

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