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说起抗衰界里的“老牌抗衰之星”,“不打针不吃药”抗衰方法的“模范”,那么“100多岁”的热量限制(CR)一定“实至名归”。该吃什么,少吃什么,什么时候不该吃……即使不是抗衰人也能津津乐道地说上几句。

但是,CR远比你知道的要更“强大”,扒掉调节代谢的“招牌马甲”,下面还有“抗炎马甲”、“抗癌马甲”、“护脑马甲”……一层又一层,“朴素”的CR,“华丽”的功效。

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这不,近日就有人深扒了CR的“抗炎马甲”,将CR抗炎的“小秘密”昭告天下。今年2月刚在《Science》表示“八分饱”促健康[1]的耶鲁大学衰老研究中心主任Vishwa Deep Dixit,刚刚又在顶刊《Immunity》上发表文章,详细介绍了CR抗炎作用中的重要靶点[2]。

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今年2月Vishwa Deep Dixit教授团队在《Science》上公布了他们的CR临床实验成果,在为期2年的人类14%(人类自由生活条件下的最高限度)持续CR试验中,研究者们发现CR能提高抗炎反应[1],因此他们对CR的抗炎作用产生了兴趣,并就此展开研究。

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图注:2019年的Nature综述中总结了CR的广泛功效,其中就包含“抗炎”

那么CR究竟是怎么抗炎的?Vishwa Deep Dixit团队带着大家一探究竟。

在2年的临床试验中,研究者们找到了一批显著下调的免疫、炎性相关的基质细胞蛋白[1],而在这些蛋白中,在各个组织中均有表达的SPARC无疑是最亮眼的那一个:下调显著,来源广泛

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图注:CR受试者中表现出SPARC等基质细胞蛋白的下调

于是,研究者们反过来将小鼠的SPARC基因敲掉进行研究,老年小鼠们随之发生了“脱胎换骨”的变化:

体重减轻(脂肪)、脂肪分解增强、葡萄糖耐量和胰岛素敏感性改善、在食物摄入不变的情况下水摄入量增加、运动增加、握力和耐力增加、虚弱减轻

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图注:SPARC基因敲除鼠的年轻态表现(红线为SPARC基因敲除组,黑线为对照)

整个鼠都“容光焕发”了,整体表现为代谢失调的缓解,能量消耗的增加和健康寿命的延长,和CR带来的抗衰效果重叠

同时,除了能量代谢改善,SPARC基因的敲除也极大地改变了老年小鼠的炎性衰老表征:

CD11c+CD206-巨噬细胞等促炎性免疫细胞比例下降、促炎蛋白GDF3和GDF15减少、IRF7等促炎信号下调、促炎调节因子IL-1b等减少。代谢方面SPARC大显身手,炎性方面它也不逞多让。

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图注:SPARC基因敲除小鼠各项炎性指标的改善

至此,SPARC的“身份”彻底明朗,它就是连接CR和抗炎的纽带,而在这个过程中,也少不了一种免疫细胞的“大力支持”。

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在对SPARC的研究中,研究者们注意到了一种免疫细胞在“两极横跳”:巨噬细胞,一部分巨噬细胞在增多而另一部分在减少。而SPARC促炎的关键,正在与这个“巨噬细胞”

细查之下才发现,原来巨噬细胞真的有“两极功能”:表型为CD11c+CD206-的巨噬细胞为M1,是免疫的“油门”(促炎性),而CD11c-CD206+的巨噬细胞为M2,是炎性的“刹车”(抗炎性)。巨噬细胞靠着这两个小分队互相调节,才能在免疫反应中“张弛有度”。

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图注:M1小姐姐负责消灭病原体,M2小姐姐负责组织修复

可惜,随着年龄的增加,巨噬细胞内部的“平衡”被SPARC打破了。研究者发现,不管是体外培养中给予SPARC蛋白(旁分泌),还是通过基因修饰直接让巨噬细胞过表达SPARC(自分泌),“温柔”的M2“小姐姐”都大幅减少。

SPARC的作用下,不仅骨髓巨噬细胞的分化方向严重偏向M1,连已经定型M2也能被转录重编程,转向表达IRF7等促炎性信号,向M1方向转变。SPARC“拱火”下,再温柔的小姐姐也得化身暴躁萝莉“大开杀戒”。

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图注:旁分泌作用下M2中IRF7等促炎信号表达大涨(左),自分泌作用下M2中IRF7等促炎信号表达大涨(右紫色)

仔细考察SPARC的“拱火内容”,就会发现,一方面,SPARC可以下调巨噬细胞的线粒体编码基因表达、抑制线粒体耗氧率,从而诱导线粒体损伤,进而促进线粒体DNA逸散到细胞质中,再通过细胞里的“游离DNA哨兵”cGAS-STING最终导致炎性通路IRF7的激活

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另一方面,促炎过程也少不了一个分子的“激情参与”:Toll样受体4(TLR4)。SPARC与TLR4直接结合,从而激活其下游的TBK1和IRF3信号,激活产生I型IFN,随后与IFN受体相互作用以激活STAT1并诱导干扰素刺激基因ISG[4]

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图注:SPARC激活炎性反应的分子机制

一环扣一环的层级反映下,炎性衰老的“康庄大道”啪啪展开,继而对机体造成破坏,促进机体衰老,而在巨噬细胞“表面凶手”背后,都是SPARC在“煽风点火”

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SPARC的促炎效果惊人,而背后不可忽视的一点在于,虽然SPARC在许多组织中都表达,但是血液循环中的SPARC主要来自脂肪组织,这一部分SPARC就能促炎。

也就是说,脂肪组织越多,SPARC的生产也越多,炎性衰老就越严重,继而相关疾病也就越多(冠状动脉疾病等)[5-6]。

那怎么才能减少“罪恶的根源”——脂肪组织呢?CR不失为一个安全、有效的可靠之选。跟着CR指导少吃一点,规律进食,就能有效调控自己的体脂率,进而降低炎性衰老风险,何乐而不为呢?

派派之前的推文中,就为大家整理了CR的饮食建议,点击文末“猜你想看”,一键get CR饮食要点。

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同时,SPARC被发现为一种代谢失调的慢性疾病(如肥胖和衰老)期间调节巨噬细胞炎症的潜在治疗靶点,说不定在将来的研究中,能找到SPARC的靶向药物,以CR模拟物的“身份”入驻抗衰药“大本营”,成为人类健康衰老和延寿过程中的生力军。

参考文献

[1] Spadaro, O., Youm, Y., Shchukina, I., Ryu, S., Sidorov, S., Ravussin, A., Nguyen, K., Aladyeva, E., Predeus, A. N., Smith, S. R., Ravussin, E., Galban, C., Artyomov, M. N., & Dixit, V. D. (2022). Caloric restriction in humans reveals immunometabolic regulators of health span. Science (New York, N.Y.), 375(6581), 671–677. https://doi.org/10.1126/science.abg7292

[2] Ryu, S., Sidorov, S., Ravussin, E., Artyomov, M., Iwasaki, A., Wang, A., & Dixit, V. D. (2022). The matricellular protein SPARC induces inflammatory interferon-response in macrophages during aging. Immunity, S1074-7613(22)00340-5. Advance online publication. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2022.07.007

[3] Campisi, J., Kapahi, P., Lithgow, G. J., Melov, S., Newman, J. C., & Verdin, E. (2019). From discoveries in ageing research to therapeutics for healthy ageing. Nature, 571(7764), 183–192. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1365-2

[4] Mlcochova, P., Winstone, H., Zuliani-Alvarez, L., & Gupta, R. K. (2020). TLR4-Mediated Pathway Triggers Interferon-Independent G0 Arrest and Antiviral SAMHD1 Activity in Macrophages. Cell reports, 30(12), 3972–3980.e5. https://doi.org/10.1016/j.celrep.2020.03.008

[5] Lee, Y. J., Heo, Y. S., Park, H. S., Lee, S. H., Lee, S. K., & Jang, Y. J. (2014). Serum SPARC and matrix metalloproteinase-2 and metalloproteinase-9 concentrations after bariatric surgery in obese adults. Obesity surgery, 24(4), 604–610. https://doi.org/10.1007/s11695-013-1111-z

[6] Kos, K., & Wilding, J. P. (2010). SPARC: a key player in the pathologies associated with obesity and diabetes. Nature reviews. Endocrinology, 6(4), 225–235. https://doi.org/10.1038/nrendo.2010.18