科学家们发现,咖啡因不仅能让大脑兴奋,还能以某种方式为细胞注入活力,从而可能减缓衰老。
通过激活一种名为AMPK的古老能量感应酶,咖啡因间接触发了一条强有力的长寿路径,帮助细胞管理压力、修复损伤,并延长寿命。
咖啡因的细胞抗衰老之谜揭开
伦敦玛丽女王大学分子细胞生物学中心的细胞衰老与衰老实验室的一项新研究表明,咖啡因——世界上最受欢迎的神经活性化合物——或许不仅仅能让你清醒。这项研究发表在《微生物细胞》期刊上,展示了咖啡因如何在细胞层面上减缓衰老过程。
长期以来,咖啡因一直被认为具有潜在的健康益处,包括降低与年龄相关的疾病风险。然而,它在我们细胞中的具体作用机制以及其与营养和压力响应基因及蛋白质网络的关联仍是一个未解之谜——直到现在。
通过对单细胞生物裂殖酵母(fission yeast)的研究——这种生物因其与人类细胞的高度相似性而被称为“微型人类”——研究人员发现,咖啡因通过介入一种古老的细胞能量系统来影响衰老。
裂殖酵母因其与人类细胞的相似性而被称为“微型人类”。
几年前,同一研究团队发现,咖啡因通过作用于一个名为TOR(雷帕霉素靶标)的生长调节因子,帮助细胞延长寿命。TOR是一种生物开关,根据食物和能量的可用性告诉细胞何时生长。这个开关在超过5亿年的历史中一直在控制生物体的能量和压力反应。
带有绿色荧光蛋白(GFP)标记的葡萄糖转运蛋白Ght5的裂殖酵母细胞。图片来源:Olga Xintarakou,伦敦玛丽女王大学
古老的能量开关:TOR与AMPK
但在他们最新的研究中,科学家们有了一个令人惊讶的发现:咖啡因并不直接作用于这一生长开关。相反,它通过激活另一个重要系统AMPK——一种在酵母和人类中进化保守的细胞燃料计——发挥作用。
AMPK(AMP激活蛋白激酶)是一种细胞能量传感器,在维持代谢平衡中起着至关重要的作用。通过广泛使用的抗糖尿病药物二甲双胍间接抑制AMPK的效果已经引起了对其有益作用的关注。
“当你的细胞缺乏能量时,AMPK会启动以帮助它们应对,”伦敦玛丽女王大学遗传学、基因组学和基础细胞生物学讲师、该研究的资深作者Charalampos(Babis)Rallis博士解释说。“我们的结果表明,咖啡因有助于翻转这个开关。”
有趣的是,AMPK也是二甲双胍(一种常见糖尿病药物)的目标,目前正被研究其与雷帕霉素一起延长人类寿命的潜力。
咖啡因如何影响细胞。图片来源:伦敦玛丽女王大学
二甲双胍联系与DNA修复增强
利用他们的酵母模型,研究人员展示了咖啡因对AMPK的影响如何调控细胞的生长、DNA修复以及应对压力的方式——所有这些都与衰老和疾病密切相关。
“这些发现有助于解释为什么咖啡因可能对健康和长寿有益,”领导这项研究的博士后研究员John-Patrick Alao博士说。“并且它们为未来研究如何更直接地触发这些效应——通过饮食、生活方式或新药——打开了令人兴奋的可能性。”
喝出长寿?
因此,下次当你伸手去拿咖啡时,你可能不仅仅是在提升专注力——你还可能在给你的细胞提供帮助。
参考文献:“Dissecting the cell cycle regulation, DNA damage sensitivity and lifespan effects of caffeine in fission yeast”,作者John-Patrick Alao、Juhi Kumar、Despina Stamataki和Charalampos Rallis,2025年6月24日,《微生物细胞》。DOI: 10.15698/mic2025.06.852
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