《Nature》子刊:正常吃也能瘦!一种蛋白增加寿命,无惧吃糖太多
奶茶、甜品、芝士蛋糕,现代人的生活中越来越离不开糖。糖给我们带来了愉悦,同时也带来了健康风险!体内高糖和肥胖等一系列老化问题相关,还会缩短多种生物体的寿命。
来自加拿大蒙特利尔大学的研究团队在《Nature》子刊发布研究显示,增加一种叫PGPH-2蛋白质的表达,可以在吃了很多糖的情况下,减少体内的脂肪,不节食也产生与热量控制相似的正向效应,有助于延长寿命,拥有良好健康状况。
Part 1 增加一种蛋白质,减少脂肪累积,健康长寿
要解决摄入过多糖分引起的老化问题,就要找到葡萄糖对体内影响的直接靶点,从根源解决问题。为此,研究团队一步步抽丝剥茧,终于在线虫中找到了关键蛋白质PGPH-2。
在分子水平上,过量的葡萄糖会提高3-lin酸甘/油(Gro3P)的水平,Gro3P是碳水化合物和脂质代xie交叉点的关键产物,与代xie和老化问题息息相关。
当我们摄入的营养过剩后,Gro3P大量积累,导致异位脂肪堆积、代xie应ji,同时增加ROS的产生以损害大分子,并引起低度慢性上火、细胞功能障碍和可能的身体老化。
为了解决Gro3P的问题,研究团队发现了负责代xie核心的一种关键的进化保守酶,甘/油-3-lin酸lin酸酶(G3PP),它通过将葡萄糖衍生的Gro3P水解,来解决相关代xie问题。
在秀丽隐杆线虫中,G3PP有三种同源物 (PGPH-1,2,3),这三种蛋白质充当着G3PP酶的作用,是调节体内代xie的关键。
团队经过研究发现,在三种蛋白质中,G3PP蠕虫的主要同源物PGPH-2可以模仿热量控制的一些有益效果,在糖摄入过多的情况下,减少脂肪,延长中等和长寿命。
PGPH-2的长寿好处具体体现在三个方面:
01减少脂肪累积
在试验过程中,团队通过一些方法,让线虫能够稳定过度表达PGPH-2,结果显示,不管是在正常还是过量葡萄糖的条件下,PGPH-2都成功显著减少了脂肪累积,同时不会影响线虫的进食。
图注:线虫中脂肪累积变少
随着生物体的老化,其食欲和食物摄取能力可能会下降,导致不健康的体重减轻和相关问题。在线虫中,进食受到咽部泵动机制的控制,这种机制会随着老化退化。
然而,在稳定过度表达PGPH-2后,线虫的咽部泵送反而随着年龄的增长有所增加。老化过程中咽部泵送的增加是一种正面现象,表明虫子在老化过程中仍然能够很好地进食和摄取足够的营养。
02 卵黄蛋白减少
糖摄入过多除了导致脂肪积累的问题之外,还会增加组织中的卵黄蛋白。在老化过程中,卵黄蛋白的异位累积会损害线虫的组织完整性和功能,阻碍线虫健康长寿。
在稳定过度表达PGPH-2后,即使摄入了过量葡萄糖,体内的卵黄蛋白水平依旧得到了控制,和正常野生型线虫的水平相似。
这表明,PGPH-2可以防止由营养过剩诱导卵黄蛋白积累,有助于线虫健康老化。
图注:卵黄蛋白减少
03 改进运动状况
随着年龄的上涨,老化还会影响动物的运动行为,让它变得没有年轻时那么健康。在此次的研究中,研究团队也对正常条件生长的线虫进行了PGPH-2过度表达。
结果显示,虽然PGPH-2过度表达对于正常生长的线虫寿命没有显著影响,但是可以减轻由老化引起的运动行为改变,改进线虫健康老化。
与此同时,在葡萄糖摄入过多的线虫中,中等和长寿命得到了显著延长。
总体而言,稳定过度表达PGPH-2可以在不减少热量摄入的条件下,模拟热量控制的效果,健康地减少体内脂肪,使线虫健康老化。同时,还可以延长葡萄糖摄入过多的线虫的中等和长寿命。
图注:线虫中等和长寿命得到了显著延长
Part 2 PGPH-2不同于热量控制,延长生物寿命
前文多次提到,通过过度产生蛋白质PGPH-2生的长寿效果与热量控制相似,那么PGPH-2的延寿机制到底有没有通过热量控制通路呢?
为此,研究团队进行了进一步的研究,结果显示,蛋白质PGPH-2介导的健康长寿并不依赖经典的热量控制,是一个不同的途径。
在研究过程中,研究人员准备了一组咽部突变的线虫,这些线虫的有无咽部问题,食物摄入量很少,用来模拟热量控制的环境。
数据显示,在正常生长和过量葡萄糖的条件下,不管是咽部突变还是PGPH-2过表达都会导致线虫繁殖数量减少,其中PGPH-2过表达对于繁殖的影响小于咽部突变。
图注:不同情况下线虫繁殖的变化
当研究人员将两种情况放到一起,测试咽部突变同时PGPH-2过表达的线虫时,情况发生了改变,线虫的繁殖数量严重降低,同时幼虫又小又透明,两种因素叠加产生了1+1>2的效果。
这表明,PGPH-2过度表达和热量控制对线虫的影响通过不同的通路产生,它们之间存在叠加效应,而不是单一的通路作用。也就是说,PGPH-2过度表达不同于热量控制,与经典热量控制路径无关。
除了热量控制通路,研究人员还测试了另一个与长寿相关的通路,胰岛素信号通路,与PGPH-2过度表达的关系。
当研究人员通过突变让胰岛素信号通路失效后,PGPH-2过度表达依旧能够延长短寿的突变线虫的健康寿命和寿命,这也暗示了PGPH-2过度表达的长寿效应与类似胰岛素信号通路的途径无关。
图注:短命突变体的健康寿命和寿命得到延长
总而言之,研究表明PGPH-2过度表达的通路相对不同,可以在不受其他长寿通路影响的情况下延长生物体寿命,减小葡萄糖摄入过多带来的老化影响。
吃糖让人快乐,同时也带来烦恼。PGPH-2过度表达也许就是一个减少烦恼的新思路,可以在不减少糖摄入的情况下,让我们无痛减重、年轻态。
不过现在的试验还是在动物阶段,希望研究人员可以进一步进行人体试验,确定PGPH-2过度表达在人体内的延寿效果。
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