数十年的研究表明，限制苍蝇、蠕虫和老鼠的卡路里摄入量可以延长实验室条件下的寿命。但这种卡路里限制是否对人类也有同样的作用仍不清楚。现在，由耶鲁大学研究人员领导的一项新研究证实了适度限制卡路里对人类的健康益处，并确定了一种可以用来延长人类健康的关键蛋白质。该研究结果发表在《科学》杂志上。
该研究基于减少能量摄入的长期影响的综合评估 (CALERIE) 临床试验的结果，这是第一个对健康人类卡路里限制的对照研究。在这项试验中，研究人员首先在 200 多名研究参与者中确定了卡路里摄入量的基线。然后，研究人员要求其中一部分参与者减少 14% 的卡路里摄入量，而其他人继续照常进食，并分析了未来两年限制卡路里摄入对健康的长期影响。
该研究的高级作者、病理学、免疫生物学和比较医学的 Waldemar Von Zedtwitz 教授 Vishwa Deep Dixit 说，临床试验的总体目标是看看卡路里限制是否对人类和对实验动物一样有益。 . 如果是这样，他说，研究人员希望更好地了解卡路里限制对身体的具体影响，从而改善健康。
由于先前的研究表明，小鼠的卡路里限制会增加感染，Dixit 还想确定卡路里限制如何与炎症和免疫反应相关联。
“因为我们知道人类的慢性低度炎症是许多慢性疾病的主要诱因，因此会对寿命产生负面影响，”同时也是耶鲁大学衰老研究中心主任的迪克西特说。“在这里我们要问：热量限制对免疫和代谢系统有什么影响，如果它确实有益，我们如何利用模拟其对人类影响的内源性途径？”
Dixit 和他的团队首先分析胸腺，胸腺是位于心脏上方并产生 T 细胞的腺体，T 细胞是一种白细胞，是免疫系统的重要组成部分。胸腺的衰老速度比其他器官快。Dixit 说，当健康的成年人到 40 岁时，70% 的胸腺已经脂肪过多且无功能。随着年龄的增长，胸腺会产生更少的 T 细胞。“随着年龄的增长，我们开始感到缺乏新的 T 细胞，因为我们剩下的 T 细胞并不擅长对抗新的病原体，”Dixit 说。“这就是老年人患病风险更大的原因之一。”
在这项研究中，研究小组使用磁共振成像 (MRI) 来确定限制热量摄入者和不限制热量摄入者的胸腺之间是否存在功能差异。他们发现，热量摄入有限的参与者的胸腺在限制热量摄入两年后脂肪更少，功能体积更大，这意味着它们产生的 T 细胞比研究开始时更多。但是不限制卡路里的参与者的功能体积没有变化。
“在我看来，这个器官可以恢复活力的事实令人震惊，因为几乎没有证据表明这种情况发生在人类身上，”迪克西特说。“这甚至是可能的，这非常令人兴奋。”
由于对胸腺的影响如此巨大，Dixit 和他的同事们预计还会发现对胸腺产生的免疫细胞的影响，这些变化可能是卡路里限制的整体益处的基础。但是当他们对这些细胞中的基因进行测序时，他们发现在两年的卡路里限制后基因表达没有变化。
这一观察结果需要研究人员仔细观察，这揭示了一个令人惊讶的发现：“事实证明，这种作用实际上是在组织微环境中，而不是在血液 T 细胞中，”Dixit 说。
Dixit 和他的团队在三个时间点研究了接受热量限制的参与者的脂肪组织或身体脂肪：研究开始时、一年后和两年后。Dixit 说，体脂非常重要，因为它拥有强大的免疫系统。他解释说，脂肪中有几种类型的免疫细胞，当它们被异常激活时，它们就会成为炎症的来源。
“我们发现一年后脂肪组织的基因表达发生了显着变化，这种变化一直持续到第二年，”Dixit 说。“这揭示了一些与延长动物寿命有关的基因，但也揭示了独特的卡路里限制模拟目标，这些目标可能会改善人类的代谢和抗炎反应。”
认识到这一点，研究人员随后着手研究他们在分析中发现的任何基因是否可能推动卡路里限制的一些有益影响。他们研究了 PLA2G7 基因——或 VII A 组血小板激活因子乙酰水解酶——这是热量限制后显着抑制的基因之一。PLA2G7 是一种由称为巨噬细胞的免疫细胞产生的蛋白质。
在限制卡路里摄入的参与者中观察到的这种 PLA2G7 基因表达的变化表明该蛋白质可能与卡路里限制的影响有关。为了更好地了解 PLA2G7 是否会引起一些通过卡路里限制观察到的影响，研究人员还跟踪了在实验室实验中小鼠体内蛋白质减少时发生的情况。
耶鲁大学医学院前研究科学家、该研究的主要作者奥尔加·斯帕达罗 (Olga Spadaro) 说：“我们发现减少小鼠体内的 PLA2G7 所产生的益处与我们在人类卡路里限制中看到的相似。” 具体来说，这些小鼠的胸腺功能更长时间，小鼠免受饮食引起的体重增加，并免受与年龄相关的炎症。
研究人员说，这些影响的发生是因为 PLA2G7 靶向一种称为 NLRP3 炎性体的特定炎症机制。降低 PLA2G7 可以保护老年小鼠免受炎症。
“这些发现表明，PLA2G7 是热量限制影响的驱动因素之一，”Dixit 说。“识别这些驱动因素有助于我们了解代谢系统和免疫系统是如何相互交流的，这可以为我们指出可以改善免疫功能、减少炎症甚至可能延长健康寿命的潜在目标。”
例如，有可能操纵 PLA2G7 并获得卡路里限制的好处，而不必实际限制卡路里，这可能对某些人有害，他说。
“关于哪种类型的饮食更好——低碳水化合物或脂肪、增加蛋白质、间歇性禁食等——存在很多争论——我认为时间会证明哪些是重要的，”迪克西特说。“但 CALERIE 是一项控制良好的研究，它显示了简单地减少卡路里，没有特定的饮食，在生物学和将免疫代谢状态转变为保护人类健康的方向方面具有显着的效果。因此，从公共卫生的角度来看，我认为这带来了希望。”
