《自然-衰老》:低支链氨基酸饮食可以显著延长早衰小鼠的寿命,改善老年小鼠的代谢健康。终身低支链氨基酸饮食可以使健康雄性小鼠的中位寿命延长34.9%。

  日本冲绳岛是世界上百岁老人最多的地方,被誉为全球的长寿之岛,独特的饮食习惯是冲绳人维持健康长寿的秘诀。在许多动物试验中,热量限制和蛋白质限制能够延长寿命,其中,以高碳水、低蛋白模式的饮食效果最为显著,这与“冲绳饮食”十分相似1。饮食限制中具有长寿效应的蛋白质成分尚未确定,但人体临床试验数据表明,血液中支链氨基酸(亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸)水平的升高会导致年龄相关疾病风险的增加。

图1: 美国威斯康星大学麦迪逊分校医学系副教授Dudley W. Lamming

  图1: 美国威斯康星大学麦迪逊分校医学系副教授Dudley W. Lamming

  因此,美国威斯康星大学麦迪逊分校(University of Wisconsin-Madison)的Dudley W. Lamming及其同事进行了相关研究,他们发现,低支链氨基酸(亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸)饮食可以显著改善小鼠的代谢健康,延长寿命2。这种饮食限制有望转化应用到人类,以促进更长寿和更健康的生活,该研究已被发表在《Nature Aging》杂志。

  低支链氨基酸饮食可以显著提高早衰小鼠的存活率和寿命

  Lamming的研究小组分别评估了断奶后饲喂低支链氨基酸饮食对两种早衰小鼠模型的影响。

  第一种早衰小鼠(Lmna-/-)模型,也被称为Hutchinson-Gilford早衰综合征小鼠,它缺少一种称为Lmna的蛋白质,这种蛋白质是细胞核内与调节转录、细胞周期及凋亡相关蛋白结合的“脚手架”,对于维持细胞的形态和结构至关重要。研究结果显示,低支链氨基酸饮食可以显著提高此类缺乏该蛋白的雌性早衰小鼠的存活率。

  另一种早衰小鼠模型(LmnaG609G/G609G),具有与人类早衰综合征相似的关键临床特征,因此经常被用于减缓人类衰老速度和预防与年龄相关疾病的疗法的临床前测试。低支链氨基酸饮食显著提高了此类雌性和雄性小鼠的总体存活率和最长寿命(如图2)。这些结果说明低支链氨基酸饮食在一定程度上可以延长寿命。

图2: 低支链氨基酸饮食对LmnaG609G/G609G小鼠存活率和最长寿命的影响注:曲线中每一个台阶代表有小鼠发生了死亡事件,对应的横坐标代表小鼠的死亡时点,纵坐标代表该时点所对应的累计生存率。与对照组相比,给小鼠饲喂低支链氨基酸和低一般氨基酸蛋白质成分的饮食均可以显著延长小鼠的寿命,但低支链氨基酸饮食的效果最好。(Richardson 等人,2020 | Nature Aging)

  图2: 低支链氨基酸饮食对LmnaG609G/G609G小鼠存活率和最长寿命的影响

  注:曲线中每一个台阶代表有小鼠发生了死亡事件,对应的横坐标代表小鼠的死亡时点,纵坐标代表该时点所对应的累计生存率。与对照组相比,给小鼠饲喂低支链氨基酸和低一般氨基酸蛋白质成分的饮食均可以显著延长小鼠的寿命,但低支链氨基酸饮食的效果最好。(Richardson 等人,2020 | Nature Aging)

  低支链氨基酸饮食可以显著改善老年小鼠的代谢健康

  研究小组继续分析了低支链氨基酸饮食对健康老年小鼠的抗衰保护作用。为此,研究人员从16个月大时开始给小鼠饲喂低支链氨基酸饮食和对照饮食,并追踪测试了这组老年小鼠的代谢状态。结果表明,低支链氨基酸饮食的小鼠更瘦(图3A),具有更低的脂肪含量(图3B)和更高的葡萄糖耐量(图3C),这说明老年小鼠代谢水平得到了显著的提高。

图3 低支链氨基酸饮食对老年小鼠的代谢影响注:图3A显示的是低支链氨基酸饮食喂养的小鼠的体重变化;图3B显示的是低支链氨基酸饮食显著降低了小鼠的体脂含量;图3C显示在低支链氨基酸饮食喂养三周后(17月龄时),小鼠的葡萄糖耐量和代谢水平得到显著改善,*表示差异具有统计学意义。(Richardson 等人,2020 |Nature Aging)

图3 低支链氨基酸饮食对老年小鼠的代谢影响

  注:图3A显示的是低支链氨基酸饮食喂养的小鼠的体重变化;图3B显示的是低支链氨基酸饮食显著降低了小鼠的体脂含量;图3C显示在低支链氨基酸饮食喂养三周后(17月龄时),小鼠的葡萄糖耐量和代谢水平得到显著改善,*表示差异具有统计学意义。(Richardson 等人,2020 |Nature Aging)

  终生低支链氨基酸饮食可显著延长健康雄性小鼠的寿命

  先前的研究表明,饮食干预在生命早期便开始可提供更显著的抗衰老效果,因此Lamming及其同事在健康小鼠中测试了终生低支链氨基酸饮食对寿命的影响。结果显示,雌性小鼠的寿命没有显著改善,但低支链氨基酸饮食喂养的雄性小鼠的寿命得到了显著延长,其中,小鼠的中位寿命(一半小鼠存活时所对应的生存时间,即生存曲线上生存率为50%时所对应的寿命)增加了34.9%,最长寿命(最后一只小鼠死亡时所对应的生存时间,即生存曲线上生存率为0时所对应的寿命)增加了18.2%。最长寿的雄性小鼠存活了近4年(1456天),比之前几项研究中寿命最长的幸存者增加了约25%(如图4)。

图4: 低支链氨基酸饮食对健康小鼠寿命的影响注:图片左侧和右侧分别代表了低支链氨基酸饮食对雌性和雄性小鼠寿命的影响。曲线中每一个台阶代表有小鼠发生了死亡事件,对应的横坐标代表小鼠的死亡时点,纵坐标代表该时点所对应的累计生存率,生存曲线上生存率为50%时所对应的寿命即为中位寿命,生存率为0时所对应的寿命即为最长寿命。(Richardson 等人,2020 |Nature Aging)

图4: 低支链氨基酸饮食对健康小鼠寿命的影响

  注:图片左侧和右侧分别代表了低支链氨基酸饮食对雌性和雄性小鼠寿命的影响。曲线中每一个台阶代表有小鼠发生了死亡事件,对应的横坐标代表小鼠的死亡时点,纵坐标代表该时点所对应的累计生存率,生存曲线上生存率为50%时所对应的寿命即为中位寿命,生存率为0时所对应的寿命即为最长寿命。(Richardson 等人,2020 |Nature Aging)

  饮食是影响人类健康和寿命的一个至关重要的因素。此前,在悉尼大学和新南威尔士大学的学者共同的发表的一项研究中,整理分析了联合国粮农组织的数据和来自103个国家和地区的1879份死亡率表,是迄今为止数据最广泛的关于饮食与衰老和寿命关系的研究,结果证实中老年人采取高碳水占比、低脂肪的饮食模式,并减少蛋白质的摄入,更有利于延长寿命3。而在本项研究中,作者又提供了一个新的证据,即与摄入蛋白质的含量相比,摄入蛋白质的成份对健康老龄化至关重要,低支链氨基酸饮食可能是长寿和健康生活的关键。

  参考文献

  1.Le Couteur DG, Solon-Biet S, Wahl D, Cogger VC, et al. New Horizons: Dietary protein, ageing and the Okinawan ratio. Age and Ageing. 2016 Jul;45(4):443-7. doi: 10.1093/ageing/afw069.

  2.Richardson, N.E., Konon, E.N., Schuster, H.S. et al. Lifelong restriction of dietary branched-chain amino acids has sex-specific benefits for frailty and life span in mice. Nat Aging 1, 73–86 (2021). https://doi.org/10.1038/s43587-020-00006-2.

  3.Alistair M. Senior, Shinichi Nakagawa, David Raubenheimer, Stephen J. Simpson. Citation Tools Global associations between macronutrient supply and age-specific mortality. Proceedings of the National Academy of Sciences Nov 2020, 202015058; DOI: 10.1073/pnas.2015058117.

  文章来源:https://www.nmn.cn/news/ca17n