肉奶鸡蛋摄入过多可能导致细胞衰老？美国学者：与这条通路有关

2023-11-22 11:31 作者:时光派官方 0人读过 | 我要投稿

作为机体蛋白质合成和能量代谢的关键物质，支链氨基酸（BCAA）在衰老方面的作用一直都是众说纷纭，有的研究称补充它们有种种健康益处 [1, 2]，而近年来不断有研究称限制其摄入才能够延寿 [3]。

这不，美国科学家最近发表于Advanced Science杂志的一篇新研究又给“限制支链氨基酸派”添了一把火。研究发现，支链氨基酸在体内的积累会加速细胞衰老和SASP的产生，而阻断其积累则可以减轻衰老过程中的炎症反应 [4]。

所谓支链氨基酸（以下简称BCAA），指的是缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸等含有非线性脂肪侧链的必需氨基酸，主要来源于肉、鱼、乳制品和鸡蛋等食物中。

图注：BCAA还是重要的运动补剂之一，有助于提高运动表现，图片来源：https://www.healthifyme.com/blog/everything-about-branched-chain-amino-acids-bcaa/

而在生物体内，BCAA不仅是蛋白质合成和三羧酸循环及其他途径的代谢前体 [5]，还是激活哺乳动物雷帕霉素靶点复合体1（mTORC1）的信号分子 [6, 7]。

在此前的研究中，科学家们对BCAA和衰老之间的关系的探索大都是基于操纵膳食或介质中的BCAA 来研究它们在这些情况下的潜在作用，且尽管我们已经知道衰老细胞中某些氨基酸的丰度和功能都发生了改变 [8-10]，但仍然不清楚其背后的深层机制。

衰老过程中的支链氨基酸代谢发生了什么样的内在改变？

衰老细胞是否和如何改变氨基酸代谢？

这些代谢改变又如何影响衰老？

这些问题直到今天派派报道的这篇文章中才得到了解答。

研究者们首先对三种衰老细胞进行了转录组分析，并分析了相关基因表达的变化。结果显示，这些细胞的氨基酸转运和代谢相关通路均发生了显著变化。

具体来说，在这些衰老细胞中，氨基酸转运体溶质运载家族6成员14和15（SLC6A14/15）是上调最多的基因之一；而相反的是，在氨基酸相关代谢通路中，支链氨基酸转氨酶1（BCAT1）在衰老诱导后显著下降。

SLC6A14/15是一种氨基酸转运体，主要负责摄取氨基酸，对BCAA的亲和力很高。而BCAT1则主要催化BCAA的分解代谢 [11]。两者在衰老细胞中一升一降，结果自然可想而知，细胞内的BCAA数量只增不减，积累越来越多。

在随后的检测中，研究者们也证实了上文中的结论。与增殖细胞相比，所有衰老细胞内的BCAA水平均明显升高，且在这些细胞中上调SLC6A14/15或下调BCAT1的表达均会导致BCAA的水平增高，而相反操作则会显著减少细胞内BCAA的积累。

图注：上调SLC6A14/15（左）或下调BCAT1（右）的表达均会导致BCAA的水平增高

研究者们接下来评估了BCAA水平对衰老细胞分泌SASP的影响。他们分别单独提高了几种已知由 SLC6A14/15转运的必需氨基酸以及两种非必需氨基酸的水平。

结果表明，提高BCAA和色氨酸的水平会促进衰老过程中SASP因子 IL6 和 IL8 的表达，而降低培养基中的BCAA水平则可以在不影响细胞生长的前提下抑制多个重要SASP因子的表达。

正如前文所述，BCAA尤其是亮氨酸是mTORC1的强效激活剂 [7]，而mTORC1信号又会通过促进相关mRNA的翻译增加SASP的生成 [12-15]，这表明BCAA的积累可能正是mTORC1——SASP通路的上游激活因子，这一结论在后续的试验中同样得到了证实。

紧接着，研究者们在黑腹果蝇中进一步评估了BCAA对衰老的影响。不出意料的是，增加黑腹果蝇体内的BCAA转运体相关基因的表达确实加速了这些果蝇的衰老，而如果采用BCAA限制的饮食对它们进行喂养，则可以有效延长它们的寿命。

除此之外，研究者们还探究了BCAA代谢在哺乳动物衰老过程中的作用。通过对各种人类数据库中的相关信息的分析 [16]，他们发现SLC6A14/15与SASP表达得分呈正相关，而BCAT1的水平与肺部、胰腺和胃部等多个老年人体组织的SASP表达得分呈负相关。

这么看来，BCAA代谢的改变在人类与年龄相关的慢性炎症中或许也发挥着重要作用。