飲食限制是指減少特定營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)或總熱量，是延緩疾病發(fā)生和延長(zhǎng)壽命的最有效機(jī)制。
飲食限制促進(jìn)健康和延長(zhǎng)壽命的機(jī)制可能與晝夜節(jié)律功能有內(nèi)在聯(lián)系，因?yàn)?strong>飲食限制增強(qiáng)了分子鐘的晝夜轉(zhuǎn)錄輸出，并隨年齡增長(zhǎng)保持晝夜節(jié)律功能。相反，高營(yíng)養(yǎng)飲食(即蛋白質(zhì)、脂肪或總熱量的過量消耗)會(huì)抑制晝夜節(jié)律，加速機(jī)體衰老。
然而，飲食限制如何調(diào)節(jié)眼睛內(nèi)的晝夜節(jié)律以及這些節(jié)律如何影響飲食限制介導(dǎo)的壽命延長(zhǎng)，目前尚不清楚。近期，來自美國Buck衰老研究所的科學(xué)家在Nature Communications發(fā)表題為“Dietary restriction and the transcription factor clock delay eye aging to extend lifespan in Drosophila Melanogaster”的文章,該文章發(fā)現(xiàn)飲食限制可以通過促進(jìn)晝夜平衡過程來延長(zhǎng)黑腹果蠅的壽命，該過程保護(hù)視覺系統(tǒng)免受年齡和光線相關(guān)的損傷。
在果蠅和哺乳動(dòng)物中，視覺功能會(huì)隨著來自太陽光照強(qiáng)度變化而改變，白天的亮度可能是晚上的10萬倍以上。光感受器的獨(dú)特之處在于它們已經(jīng)進(jìn)化出負(fù)責(zé)在光誘導(dǎo)的鈣離子梯度存在下維持體內(nèi)平衡的機(jī)制，這些鈣離子梯度的數(shù)量級(jí)大于其他神經(jīng)元群體。光感受器內(nèi)的光適應(yīng)機(jī)制包括TRP通道的快速關(guān)閉、視紫紅質(zhì)從橫紋粒膜內(nèi)化和鈣流出。這些發(fā)現(xiàn)為在果蠅光感受器中觀察到的光敏性節(jié)律響應(yīng)模式提供了潛在的解釋。
為了確定分子時(shí)鐘是否介導(dǎo)飲食限制上光轉(zhuǎn)導(dǎo)基因的增強(qiáng)表達(dá)，研究人員測(cè)量了具有核心時(shí)鐘因子的顯性負(fù)形式的泛神經(jīng)元過度表達(dá)的蒼蠅頭的轉(zhuǎn)錄組。為了避免與改變CLK功能相關(guān)的潛在發(fā)育缺陷，使用藥物誘導(dǎo)型 (RU486) GeneSwitch 驅(qū)動(dòng)程序在成年果蠅中表達(dá) CLK-Δ。此外，野生型頭部晝夜節(jié)律和 nCLK-Δ1 中下調(diào)的基因高度富集與眼功能相關(guān)的穩(wěn)態(tài)過程，而野生型頭部中非晝夜節(jié)律的nCLK-Δ1中下調(diào)基因沒有顯示出這種富集。總之，這表明CLK控制著果蠅中許多與眼睛相關(guān)的過程的轉(zhuǎn)錄調(diào)控。
總而言之，眼睛中的許多重要過程都受到晝夜節(jié)律的調(diào)節(jié)，晝夜節(jié)律障礙已成為眼睛衰老的潛在驅(qū)動(dòng)因素。研究團(tuán)隊(duì)通過果蠅實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，大部分和限制飲食相關(guān)的節(jié)律基因似乎都主要和果蠅的眼睛有關(guān)，尤其是光感受器中的神經(jīng)元，這部分細(xì)胞會(huì)對(duì)光產(chǎn)生明顯反應(yīng)。有了這一發(fā)現(xiàn)后，研究者讓一批果蠅長(zhǎng)期處于黑暗的環(huán)境中，減少了光照對(duì)眼睛的刺激，結(jié)果這些果蠅的壽命也得到了延長(zhǎng)。
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