加州大学研究发现：这样摄入糖分，可延长寿命60%

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近日，加州大学郝楠教授团队的一项研究为抗衰老策略带来了全新的视角。研究发现，通过周期性地改变环境中葡萄糖的浓度，可以使酵母细胞在两种主要的衰老模式之间维持一种“动态平衡”，从而延长其生命期限。这一发现有望为人类的抗衰老研究提供新的思路。

酵母作为一种简单的单细胞真核生物，已成为研究细胞衰老机制的重要模型。酵母细胞在衰老过程中面临着两种截然不同的命运：一是通过赖氨酸去乙酰化酶（Sir2）途径，二是通过血红素激活蛋白（HAP）途径。Sir2途径下，酵母细胞的呼吸作用增强而糖酵解减弱，细胞核仁增大并碎片化，最终走向死亡；而在HAP途径中，呼吸作用受抑制，糖酵解增强，线粒体聚集，酵母亦随之衰老死亡。

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郝楠教授团队的研究揭示了葡萄糖浓度波动对于酵母细胞寿命的影响。当葡萄糖浓度下降时，NAD代谢受到影响，进而抑制了Sir2的活性；而在葡萄糖供应不足的情况下，HAP的表达则会增加。研究发现，在0.1%葡萄糖浓度下，酵母细胞的寿命显著延长，而这一浓度下的酵母细胞中有36%保持在一个“中立”状态，其HAP和Sir指标均处于中间水平，呈现出更加稳定的状态，从而延长了寿命。

受到“基因振荡电路”的启发，研究者提出了一个创新的概念——“葡萄糖振荡器”。通过计算机模拟预测，研究者发现，若使外部葡萄糖浓度呈现规律性的波动，则可以使一部分酵母细胞长时间保持在一个“长寿平衡点”上。随着波动频率的减小，处于这种动态平衡状态的酵母数量也随之减少。

为了验证上述假设，研究者采用精密设备与电动阀门相结合的方法，精确调控酵母培养环境中的葡萄糖浓度。结果显示，在葡萄糖浓度每六小时完成一次从0.02%到2%的循环变化条件下，有三分之一的酵母细胞处于模式1和模式2之间的“长寿平衡点”。这些酵母细胞的糖酵解作用和细胞呼吸作用处于动态平衡之中，其平均寿命从原本的19至20代延长至31代，增长了近60%，并且最长寿命达到了55代，比在恒定0.1%葡萄糖浓度下生活的酵母的最大寿命还要长22%。

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研究作者指出，仅仅通过减少糖分摄入并不是最理想的延寿策略。适量适时的糖分摄入对于延缓衰老可能更加有效，类似于间歇性断食的理念。然而，“适量适时”的具体定义一直是困扰科学家的问题。这项研究首次利用计算机模拟与实验相结合的方式，系统性地分析了糖摄入的量与时机对延长寿命效果的影响，揭示了糖代谢中“长寿平衡点”的存在及其背后的机理，为未来设计个性化的延寿方案奠定了理论基础。

这一研究不仅为酵母细胞的衰老机制提供了新的见解，也为探索人类抗衰老策略开辟了新的道路，提示人们在追求长寿的同时，更应注意健康的生活方式和合理的营养摄入。

参考

Liu, Y., Zhou, Z., Su, H., Wu, S., Ni, G., Zhang, A., ... & Hao, N. (2024). Enhanced cellular longevity arising from environmental fluctuations. Cell Systems, 15(8), 738-752.