新发现的一种免疫蛋白可能解释了适度热量限制如何在不产生有害副作用的情况下改善健康。图片来源:Shutterstock
热量限制可降低与衰老和炎症相关的免疫蛋白C3,从而改善健康,且无需减重。
长期以来,减少热量摄入被认为与延长寿命相关——但也有其局限性。在动物中,减少食物摄入可以延缓疾病并延长寿命,但过度限制则会适得其反,削弱免疫力并扰乱基本生物学功能。
如今,科学家们认为他们可能已经接近找到原因。发表在《自然·衰老》杂志上的一项研究指出,一种名为补体成分3(C3)的免疫蛋白可能是关键因素,它有助于解释适度热量减少如何在不带来风险的情况下产生益处。
耶鲁大学先前的研究发现,两年内将热量摄入减少约14%的人群表现出更强的免疫功能,且对生长和生殖没有负面影响。
衰老作为一个可调控的过程
"这一概念表明,衰老实际上是一种可塑的过程,是可以被针对的,"论文资深作者、耶鲁医学院病理学Waldemar Von Zedtwitz教授、免疫生物学和比较医学教授、耶鲁衰老研究中心(Y-Age)主任维什瓦·迪普·迪克西特博士表示。
在最新研究中,迪克西特及其同事分析了42名参与者的血浆样本,这些参与者参加了由美国国立卫生研究院(NIH)资助的为期两年的"全面评估减少能量摄入的长期影响"(CALERIE)试验。
"这是唯一一项以如此严谨和控制方式进行、并证明与人体生理学相关的试验,"迪克西特表示。在试验期间,参与者能够将热量摄入减少11%至14%,而不会感到饥饿。
C3与炎症联系的发现
研究团队在样本中识别出7000多种蛋白质。其中一种蛋白质,即补体成分3(C3),在热量限制后显著下降。这种蛋白质引起了关注,因为早期研究表明,补体系统(一组帮助抵抗感染的蛋白质)的激活与慢性炎症相关,而慢性炎症是衰老和与年龄相关疾病的关键特征。
"但在衰老和慢性炎症中C3的因果效应尚未被确定。因此,我们在研究中发现这一点时非常兴奋,"迪克西特实验室的博士后研究员、该论文的共同第一作者金熙勋博士表示。
比较两年热量限制前后的蛋白质水平显示,白色脂肪组织(人体主要的脂肪储存组织)是主要受影响的部位。
脂肪组织与衰老机制
研究人员在动物身上证实了这些结果。在小鼠中,C3水平随年龄增长而增加,进一步分析表明,内脏白色脂肪组织驱动了这一上升。
"我们没有预料到这一点,因为这些蛋白质主要在肝脏中合成,"迪克西特实验室的博士后研究员、该研究的共同第一作者马尼什·米什拉博士表示。
单细胞RNA测序显示,与年龄相关的巨噬细胞(一种在脂肪组织中发现的免疫细胞)产生这种蛋白质。
巨噬细胞在免疫功能中的作用
"整个过程在最初是未知的,"米什拉表示。"仅将范围缩小到负责这种补体蛋白生产的巨噬细胞亚型就非常具有挑战性。"
迪克西特解释说,巨噬细胞通过吞噬病原体充当第一道防线。它们还有助于维持组织平衡。
研究人员随后询问,降低C3是否能在不减重的情况下提供益处。
减重与生物效应的比较
最初,他们认为脂肪损失本身可能会降低C3并延缓衰老,因为参与者在两年的适度热量限制中减掉了约18磅。
然而,身体质量指数数据显示,减重与补体蛋白水平降低之间没有关联。
"这表明热量限制对脂肪组织具有独特且可能独立于减重的有益效应,"金表示。
针对C3与衰老理论
当研究人员使用一种模拟热量限制的药物阻断小鼠中C3的激活时,这些动物表现出较低水平的与年龄相关的炎症。
这些结果支持了这样一种观点:生命早期有益的过程在后期可能变得有害,这一概念被称为"拮抗多效性"。该理论由生物学家彼得·梅达沃于1952年首次提出,通过强调权衡取舍来解释衰老,例如支持发育的生长激素,但也可能增加后期的癌症风险。
像C3这样的蛋白质进化是为了抵御感染,但随着人类寿命延长,它们可能促成疾病。迪克西特表示,降低C3水平可能有助于改善健康寿命。
研究人员目前正在探索FDA批准的药物是否能安全地降低C3活性,以减缓人类衰老。"我们的想法不是移除我们需要用来抵抗感染的补体系统,"迪克西特表示。"相反,目标是恢复平衡。"
参考文献:"热量限制人类的外分泌蛋白质组确定补体失活作为减少炎症衰老的免疫代谢检查点",作者:马尼什·米什拉、金熙勋、尹熙优、埃尔西·冈萨雷斯-乌尔塔多、康斯坦丁·扎伊采夫、塔马拉·德鲁戈斯、伊琳娜·什丘基娜、克里斯蒂·格利尼亚克、埃里克·拉武辛、苏巴斯·莫汉蒂、阿尔伯特·C·肖、菲利普·E·谢勒、马克西姆·N·阿尔乔莫夫和维什瓦·迪普·迪克西特,2026年4月13日,《自然·衰老》。
本研究由美国国立卫生研究院(资助号AG073969、P01AG051459和U54AG079759)和耶鲁大学支持。
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