衰老是一个由分子、细胞和器官多层面的破坏累积而成的复杂过程，它最终导致功能丧失和对疾病的易感性增加。尽管衰老的机制尚未完全被理解，但科学研究已经揭示了一些关键因素，包括遗传和饮食等，它们可以显著影响生物体的寿命。
遗传学在衰老过程中扮演着重要角色。特别是，叉头转录因子O类（FOXO）基因家族，已被证明与长寿有密切的联系。FOXO3，作为FOXO家族的一个亚家族，对代谢应激、氧化应激、胰岛素和生长因子水平的变化等刺激有响应。它通过促进干细胞稳态、细胞分化、凋亡调节以及激活内源性抗氧化剂，如超氧化物歧化酶（SOD），来产生抗衰老反应。
除了遗传学，饮食改变也是影响寿命的关键因素。营养和应激感应器通过允许生物体适应不同的生理和环境信号，介导寿命的延长。热量限制和禁食已被证明是延长寿命并促进应激抵抗效应的有效手段。禁食会导致循环胰岛素样生长因子-1（IGF-1）水平的降低，进而通过蛋白激酶B（PKB或Akt）途径负向调节FOXO转录因子。
另外，有研究表明，间歇性禁食可以降低氧化应激和炎症，这与代谢性疾病如糖尿病的起始有关。斋月间歇性禁食（RIF）被发现可以增加抗氧化和抗炎基因的表达，从而可能对代谢紊乱和氧化应激具有保护作用。RIF还被发现可以降低内脏脂肪和体重，减少活性氧（ROS）的积累，从而降低氧化应激和炎症标志物。
可以看出，不管是从遗传学还是饮食改变角度，FOXO基因家族都在其中扮演了重要角色。对FOXO基因表达与转录的研究将是解锁长寿的关键“钥匙”。
为了更好地理解FOXO3基因表达与禁食之间的关系，来自印度尼西亚大学的研究者们探索了不同禁食时长对FOXO3表达及其途径在肝脏中的影响。通过实施间歇性禁食（禁食16小时）和长时间禁食（禁食40小时），研究旨在揭示饮食限制如何通过FOXO3基因表达来增强生物体的寿命。
实验测量了三个实验组中兔子在整个实验期间体重的变化。然而，两组内和组间每天的体重和血浆葡萄糖含量没有显着差异。这可能是因为禁食期较短。
血浆葡萄糖含量
在实验中，IF组的FOXO3表达在mRNA和蛋白水平上显著增加，表明其在肝脏中具有保护作用，抵抗衰老。FOXO3通过维持干细胞稳态发挥抗衰老作用，特别是在造血、神经和肌肉细胞中。FOXO3的过度表达与某些疾病的进展有关，如阿尔茨海默病和癌症，但其在正常细胞中的保护作用是显著的。
FOXO3 mRNA表达量的变化
动物生长受营养、激素和遗传变量的复杂相互作用调节。IGF-I和IGF-II激素在调节细胞生长中起重要作用，而IGF-1的降低可以增加FOXO3的表达，对生物体产生积极影响。FOXO3的表达和活性受到翻译后修饰（PTM）的调节，这影响其在细胞质和细胞核之间的转移以及DNA结合的特异性。
不同组别IGF-I蛋白表达量差异
禁食期间，SIRT1的激活增加，这与FOXO3表达的增加呈正相关。SIRT1通过去乙酰化FOXOs，促进与线粒体生物合成和应激抗性相关的基因表达。SIRT1的增加还激活了PGC-1a，这进一步增强了线粒体活性和葡萄糖代谢。禁食期间的食物剥夺对不同生物体具有保护和延长寿命的效果，但其具体反应因物种而异。
SIRT1 mRNA表达量的差异
最后，IF通过激活FOXO3表达在维持氧化还原平衡和ROS解毒中发挥重要作用。FOXO3调节的SOD酶将超氧自由基转化为活性较低的过氧化氢，IF组的SOD活性显著高于其他组。这表明间歇性禁食可能通过增强内源性抗氧化系统来保护免受氧化应激损伤。
尽管间歇性禁食的具体效果可能因物种和个体差异而有所不同，但其在多种实验模型中的积极结果表明，这种饮食模式可能是一种有效的抗衰老干预策略。然而，需要更多的研究来全面了解其潜在机制和长期影响，以优化禁食方案并评估其在临床中的应用价值。初步结果令人鼓舞，为未来的研究和应用提供了坚实的基础。
普略医学转化研究院的愿景与使命是：转化最新医学科技，提升人类健康。我们致力于设计和开发更高效、更安全的抗衰老治疗方案。我们相信，借助持续的科技革新和转化，终将开发出真正有效的抗衰老技术，让日渐衰老的人类永葆青春活力。
图片来源：Cell Heliyon
参考文献：Hardiany, Novi Silvia., Remifta Putra, Muhammad Alifian., Penantian, Raya Makarim., & Antarianto, Radiana Dhewayani.. (2023). Effects of fasting on expression as an anti-aging biomarker in the liver. Heliyon.
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Cell揭示：饥饿是长寿的神秘“盟友”
发布时间：2024-05-31 15:22 文章来源：原创 作者：Somnolux
衰老是一个由分子、细胞和器官多层面的破坏累积而成的复杂过程，它最终导致功能丧失和对疾病的易感性增加。尽管衰老的机制尚未完全被理解，但科学研究已经揭示了一些关键因素，包括遗传和饮食等，它们可以显著影响生物体的寿命。
遗传因子是影响寿命的关键因素
遗传学在衰老过程中扮演着重要角色。特别是，叉头转录因子O类（FOXO）基因家族，已被证明与长寿有密切的联系。FOXO3，作为FOXO家族的一个亚家族，对代谢应激、氧化应激、胰岛素和生长因子水平的变化等刺激有响应。它通过促进干细胞稳态、细胞分化、凋亡调节以及激活内源性抗氧化剂，如超氧化物歧化酶（SOD），来产生抗衰老反应。
节食与长寿的关联探索
除了遗传学，饮食改变也是影响寿命的关键因素。营养和应激感应器通过允许生物体适应不同的生理和环境信号，介导寿命的延长。热量限制和禁食已被证明是延长寿命并促进应激抵抗效应的有效手段。禁食会导致循环胰岛素样生长因子-1（IGF-1）水平的降低，进而通过蛋白激酶B（PKB或Akt）途径负向调节FOXO转录因子。
另外，有研究表明，间歇性禁食可以降低氧化应激和炎症，这与代谢性疾病如糖尿病的起始有关。斋月间歇性禁食（RIF）被发现可以增加抗氧化和抗炎基因的表达，从而可能对代谢紊乱和氧化应激具有保护作用。RIF还被发现可以降低内脏脂肪和体重，减少活性氧（ROS）的积累，从而降低氧化应激和炎症标志物。
可以看出，不管是从遗传学还是饮食改变角度，FOXO基因家族都在其中扮演了重要角色。对FOXO基因表达与转录的研究将是解锁长寿的关键“钥匙”。
背后的生物学秘密
为了更好地理解FOXO3基因表达与禁食之间的关系，来自印度尼西亚大学的研究者们探索了不同禁食时长对FOXO3表达及其途径在肝脏中的影响。通过实施间歇性禁食（禁食16小时）和长时间禁食（禁食40小时），研究旨在揭示饮食限制如何通过FOXO3基因表达来增强生物体的寿命。
实验测量了三个实验组中兔子在整个实验期间体重的变化。然而，两组内和组间每天的体重和血浆葡萄糖含量没有显着差异。这可能是因为禁食期较短。
血浆葡萄糖含量
在实验中，IF组的FOXO3表达在mRNA和蛋白水平上显著增加，表明其在肝脏中具有保护作用，抵抗衰老。FOXO3通过维持干细胞稳态发挥抗衰老作用，特别是在造血、神经和肌肉细胞中。FOXO3的过度表达与某些疾病的进展有关，如阿尔茨海默病和癌症，但其在正常细胞中的保护作用是显著的。
FOXO3 mRNA表达量的变化
动物生长受营养、激素和遗传变量的复杂相互作用调节。IGF-I和IGF-II激素在调节细胞生长中起重要作用，而IGF-1的降低可以增加FOXO3的表达，对生物体产生积极影响。FOXO3的表达和活性受到翻译后修饰（PTM）的调节，这影响其在细胞质和细胞核之间的转移以及DNA结合的特异性。
不同组别IGF-I蛋白表达量差异
禁食期间，SIRT1的激活增加，这与FOXO3表达的增加呈正相关。SIRT1通过去乙酰化FOXOs，促进与线粒体生物合成和应激抗性相关的基因表达。SIRT1的增加还激活了PGC-1a，这进一步增强了线粒体活性和葡萄糖代谢。禁食期间的食物剥夺对不同生物体具有保护和延长寿命的效果，但其具体反应因物种而异。
SIRT1 mRNA表达量的差异
最后，IF通过激活FOXO3表达在维持氧化还原平衡和ROS解毒中发挥重要作用。FOXO3调节的SOD酶将超氧自由基转化为活性较低的过氧化氢，IF组的SOD活性显著高于其他组。这表明间歇性禁食可能通过增强内源性抗氧化系统来保护免受氧化应激损伤。
尽管间歇性禁食的具体效果可能因物种和个体差异而有所不同，但其在多种实验模型中的积极结果表明，这种饮食模式可能是一种有效的抗衰老干预策略。然而，需要更多的研究来全面了解其潜在机制和长期影响，以优化禁食方案并评估其在临床中的应用价值。初步结果令人鼓舞，为未来的研究和应用提供了坚实的基础。
关于我们
普略医学转化研究院的愿景与使命是：转化最新医学科技，提升人类健康。我们致力于设计和开发更高效、更安全的抗衰老治疗方案。我们相信，借助持续的科技革新和转化，终将开发出真正有效的抗衰老技术，让日渐衰老的人类永葆青春活力。
图片来源：Cell Heliyon
参考文献：Hardiany, Novi Silvia., Remifta Putra, Muhammad Alifian., Penantian, Raya Makarim., & Antarianto, Radiana Dhewayani.. (2023). Effects of fasting on expression as an anti-aging biomarker in the liver. Heliyon.
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