众所周知，限制卡路里摄入可以改善健康和延长寿命，但它是如何做到这一点的，尤其是在如何保护大脑方面，仍然是个谜。巴克衰老研究所的科学家发现了一种名为OXR1的基因的作用，该基因对饮食限制下的寿命延长是必要的，对健康的大脑衰老也是必不可少的。
该研究的第一作者威尔逊博士说：“当人们限制进食量时，他们通常认为这可能会影响他们的消化道或脂肪堆积，但不一定会影响大脑，事实证明，这是一种在大脑中很重要的基因。”
该团队还展示了饮食限制如何延缓衰老和减缓神经退行性疾病进展的详细细胞机制。这项研究在果蝇和人类细胞中进行，还确定了减缓衰老和与年龄相关的神经退行性疾病的潜在治疗靶点。
该研究的共同高级作者巴克教授博士说：“我们发现了一种神经元特异性反应，它介导了饮食限制的神经保护。间歇性禁食或热量限制等限制营养的策略可能会提高该基因的水平，从而介导其保护作用。”
该研究的共同高级作者埃勒比博士说：“该基因是一种重要的大脑恢复力因素，可以预防衰老和神经疾病。”
了解饮食限制反应的变异性
该团队的成员之前已经展示了通过饮食限制来提高寿命和健康寿命的机制，但个体和不同组织对热量减少的反应存在很大的可变性，很明显还有许多过程有待发现。这个项目的开始是为了了解为什么不同的人对饮食的反应不同。
研究小组首先扫描了大约种具有不同基因背景的苍蝇。这些苍蝇是用两种不同的饮食饲养的，要么是正常饮食，要么是饮食限制，这只是正常营养的10%。研究人员确定了五种具有特定变体的基因，这些变体在饮食限制下会显著影响寿命。其中，有两个在人类遗传学上有相似之处。
该团队选择了一种基因进行彻底探索，即果蝇中的“芥末”（mtd）和人类和小鼠中的“抗氧化1”（OXR1）。该基因保护细胞免受氧化损伤，但该基因如何发挥作用的机制尚不清楚。OXR1在人类中的缺失会导致严重的神经系统缺陷和过早死亡。在小鼠中，额外的OXR1提高了肌萎缩侧索硬化症（ALS）模型的存活率。
大脑衰老、神经退行性变和寿命之间的联系
为了弄清楚神经元中活跃的基因是如何影响整体寿命的，该团队进行了一系列深入的测试。他们发现OXR1影响一种名为逆转录酶的复合物，这是一组回收细胞蛋白质和脂质所必需的蛋白质。
威尔逊说：“逆转录酶是神经元中的一个重要机制，因为它决定了所有进入细胞的蛋白质的命运。”逆转录酶功能障碍与受饮食限制保护的年龄相关的神经退行性疾病有关。
总的来说，他们的研究结果讲述了饮食限制如何通过mtd/OXR1在维持逆转录酶中的作用来减缓大脑衰老的故事。
卡帕西说：“这项工作表明，当营养物质有限时，参与细胞蛋白质再利用的逆转录酶途径在保护神经元方面发挥着关键作用。”研究小组发现，mtd/OXR1保留了逆转录酶功能，对神经元功能、健康的大脑衰老和饮食限制下的寿命延长是必要的。
威尔逊说：“饮食正在影响这种基因。通过少吃，你实际上增强了蛋白质在细胞中正确分类的机制，因为你的细胞正在增强OXR1的表达。”
该团队还发现，提高苍蝇的mtd会使它们活得更长，这使研究人员推测，在人类中过量表达OXR1可能有助于延长寿命。埃勒比说：“我们的下一步是确定在衰老过程中增加OXR1水平以延缓大脑衰老的特定化合物。”
威尔逊说：“希望我们能从中更多地了解为什么我们的大脑会退化。饮食会影响你身体的所有过程。我认为这项工作支持遵循健康饮食的努力，因为你吃的东西会比你所知道的影响更大。”
