科学探索|科学家在饮食、眼睛健康和寿命之间发现惊人联系科学家在饮食、眼睛健康和寿

科学家们首次证明了果蝇的饮食、昼夜节律、眼睛健康和寿命之间的联系。来自巴克研究所的研究人员在2022年6月7日的《自然通讯》上发表文章，他们意外地发现，果蝇的衰老过程跟眼睛存在关联。

文章图片

资料图
以前的研究表明，在人类中，眼疾跟健康状况不佳之间存在着关联。“我们的研究认为，这不仅仅是相关性：眼睛的功能障碍实际上可以驱动其他组织的问题， ”这项研究的论文资深作者、巴克研究所教授Pankaj Kapahi博士说道， “我们现在发现，禁食不仅能改善视力，而且眼睛实际上在影响寿命方面发挥着作用。”他的实验室多年来已经证明，禁食和热量限制可以改善身体的许多功能。
论文的第一作者Brian Hodge博士表示：“眼睛本身，至少在果蝇中，可以直接调节寿命的发现对我们来说是一个惊喜。”
Hodge指出，对这种联系的解释在于昼夜节律“时钟” ，即每个生物体每个细胞内的分子机制，它们已经进化到适应每天的压力，如由太阳升起和落下引起的光线和温度变化。这些24小时的振荡--昼夜节律--影响着复杂的动物行为，如捕食者-猎物互动和睡眠/觉醒周期，直至微调基因转录和蛋白质翻译的分子功能的时间调节。
2016年， Kapahi的实验室在《Cell Metabolism》上发表了一项研究，其显示限制饮食的果蝇除了延长寿命外其昼夜节律也有明显变化。当Hodge在那年晚些时候加入实验室时，他想更深入地挖掘以弄清哪些增强昼夜节律功能的过程因饮食变化而改变以及昼夜节律过程是否是限制饮食所看到的延长寿命所需要的。
“果蝇的寿命很短，这使它成为一个非常漂亮的模型，使我们能一次筛选出很多东西， ”Hodge说道。目前他是南旧金山Fountain Therapeutics公司的科学家。这项研究从一项广泛的调查开始，以了解当无限制饮食的苍蝇跟只喂食无限制饮食中10%的蛋白质的苍蝇进行比较时哪些基因会以昼夜节律的方式摆动。
Hodge立即注意到许多基因既对饮食有反应，并且在不同的时间点表现出起伏或者说是“有节奏的” 。他随后发现，在限制饮食的情况下被激活最多的节律性基因似乎都来自眼睛，特别是来自光感受器，即眼睛视网膜中对光有反应的专门神经元。
这一发现带来了一系列的实验，旨在了解眼睛的功能如何跟饮食限制如何延长寿命的故事相适应。如他们设立的实验显示，将苍蝇保持在持续的黑暗中会延长其寿命。“这对我们来说似乎非常奇怪， ”Hodge说道， “我们曾认为苍蝇需要照明线索是有节奏的，或者说是昼夜节律的。”
然后他们用生物信息学来解答。眼睛里的基因也是有节律的，并且对饮食限制有反应，那么这些基因是否会影响寿命？--答案是肯定的，它们确实会影响。
“我们总是认为眼睛是为我们服务的东西，提供视觉。我们不认为它是必须被保护以保护整个机体的东西， ”Kapahi说道。
他指出，由于眼睛暴露在外部世界，那里的免疫防御系统非常活跃，这可能会导致炎症，而炎症如果长期存在，则会导致或加重各种常见的慢性疾病。此外，光线本身可以导致光感受器退化，而光感受器退化可以引起炎症。