减少食物摄入，即饮食限制，已被证明可以延长许多物种的寿命，包括在啮齿类动物、灵长类动物以及人类的衰老过程中引起广泛的健康改善。饮食限制维护了包括大脑、骨骼、肌肉、内脏和脂肪的健康。然而，这些积极作用，尤其是对于延长寿命背后的潜在分子机制仍然是个谜。
近日，发表在《Nature》今年新增的子刊《Nature Aging（自然 老龄化）》上的一项新研究中，来自德国马克斯·普朗克衰老生物学研究所的研究团队给了我们一种可能的解释：他们在果蝇中发现了一种名为Sestrin的蛋白质，介导了饮食限制的有益作用。通过增加果蝇体内Sestrin蛋白的水平，研究人员可以延长其寿命，同时保护它们免受高蛋白饮食导致寿命缩短的影响。进一步的研究还表明，Sestrin蛋白在果蝇肠道干细胞中发挥着关键作用，从而改善了果蝇的整体健康。
关于Sestrin蛋白，在今年早些时候发表在《Nature Communications》上的一篇研究显示，这种蛋白在果蝇和小鼠体内可以带来多种运动产生的健康效应。该研究发现，当在正常果蝇的肌肉中过表达Sestrin蛋白，并且使其处于最高水平时，即使是不运动的果蝇，其运动能力也超过了那些接受训练的果蝇。
再说回饮食限制。在正常情况下，减少食物摄入有益健康这一事实早已为人所知。最近愈发明确的是，限制某些食物成分，尤其是特定的蛋白质和氨基酸（包括蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸），除了延长寿命外，限制它们产生的反应要比减少总热量更为重要。在分子水平上，已知一种特殊的信号途径（TOR途径）对于延长生物体的寿命至关重要。研究第一作者、马克斯·普朗克衰老生物学研究所的Jiongming Lu博士解释说：“我们想知道是哪个因子在负责测量细胞内的营养物质，尤其是氨基酸，以及该因子如何影响TOR途径。我们关注了Sestrin蛋白，它被认为对氨基酸敏感。但是，还没有人证明过Sestrin蛋白在活体生物中的氨基酸感应功能。”为了确定Sestrin蛋白在体内氨基酸感应中的作用，研究人员使用了Sestrin的突变体Sesn3F6果蝇对此进行了研究。在果蝇中，饮食限制介导的寿命延长几乎都是通过限制饮食中的必需氨基酸来调节的。研究通讯作者、马克斯·普朗克衰老生物学研究所Linda Partridge教授说：“我们对果蝇的研究显示，Sestrin蛋白是一种潜在的新型抗衰老因子。它可以与特定的氨基酸结合。当我们抑制这种结合时，果蝇体内TOR信号传导途径的活性降低，果蝇的寿命延长。在富含蛋白质的饮食中，无法结合氨基酸的Sesn3F6果蝇表现出健康改善的情况。”值得注意的是，如果研究人员增加果蝇肠道干细胞中Sestrin蛋白的水平，这些果蝇比对照组果蝇的寿命长出大约百分之十。此外，仅增加肠道干细胞中Sestrin的水平也可以防止富含蛋白质的饮食所带来的负面影响。Lu说：“我们很好奇Sestrin蛋白在人体中的功能是否也与果蝇相似。小鼠实验已经表明，Sestrin蛋白可以带来多种运动产生的健康效应。因此，增加Sestrin蛋白活性的药物有望在将来会成为减缓衰老的新方法。”
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s43587-020-00001-7
https://www.nature.com/articles/s41467-019-13442-5
