生物医学氧化还原过程研究中心(Redoxoma)的科学家们进行的一项新研究，提供了对热量限制提供预防疾病和延长寿命的分子机制的见解。这项研究结果发表在《衰老细胞》杂志上。
由FAPESP资助的研究、创新和传播中心(RIDCs)在《衰老细胞》9月刊上发表了一篇文章，提出了帮助解开谜团的新线索。
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“减少40%的饮食热量摄入可以保护神经元免受过量钙造成的损伤，这与神经退行性疾病有关。”
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Redoxoma团队进行的体外和体内实验的结果包括，在细胞内钙水平病理高的情况下，减少40%的饮食热量摄入会增加线粒体钙潴留。在大脑中，这可以帮助避免与阿尔茨海默病、帕金森病、癫痫和中风等神经退行性疾病相关的神经元死亡。
线粒体是使细胞充满能量并调节细胞代谢的细胞器。
“除了宣传节俭饮食的好处，我们的目标是了解不摄入过多卡路里对健康更有益的机制。这可以为开发抗各种疾病的药物指明新的目标，”这篇文章的主要作者Ignacio Amigo说。这项调查是在Amigo的博士后研究期间在巴西圣保罗大学化学研究所(IQ-USP)进行的。
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阿米戈表示，钙参与了神经元之间的交流过程。然而，由于神经元谷氨酸受体的过度激活，阿尔茨海默病和其他神经系统疾病会导致钙离子过多流入脑细胞。这种情况被称为兴奋性毒性，会损害甚至杀死神经元。
为了验证热量限制对兴奋毒性的影响，Redoxoma的科学家比较了两组小鼠和大鼠。对照组的动物在14周内自由进食和饮水，在实验结束时超重。另一组在同一时期接受40%的热量限制(CR)饮食。
阿米戈解释说:“我们计算了对照组的平均每日卡路里摄入量，并让另一组少摄入40%。”“尽管我们在饮食中补充了维生素和矿物质，以避免由于食物量有限而导致营养不良，但它们并没有体重过轻，保持健康。”
在第一个试验中，动物被注射了红氨酸，这是一种谷氨酸类似物，在诱导神经元钙内流方面具有类似的效果，尽管更持久。在啮齿动物中，由于海马体中谷氨酸受体的过度激活，它会导致脑损伤、癫痫和神经元细胞死亡。它在实验室中被用来模拟癫痫。
“我们给它注射了小剂量，以避免杀死它。即便如此，红果酸在对照组中引起了癫痫。这对CR组没有影响，”Amigo说。
因为之前的研究表明，增加线粒体钙摄取可以防止兴奋性毒性，他继续说，“我们决定在体外验证我们的模型是否如此。我们从大鼠身上分离出大脑线粒体，并再次将随意喂食的大鼠与40% CR饮食的大鼠进行比较。当我们向培养基中添加钙时，我们观察到CR组线粒体钙摄取水平更高。”
下一步是观察从每组中分离出来的线粒体用环孢素(一种已知能增加钙潴留的药物)治疗后会发生什么。虽然对照组的线粒体钙摄取确实增加了，但CR组的线粒体钙摄取没有变化，消除了之前测试中观察到的差异。
“环孢素在线粒体中的目标是众所周知的，”Amigo说。“这种药物抑制了一种叫做亲环素D的蛋白质的作用，导致线粒体钙潴留增加。”
然而，在这种情况下，两组中亲环素D的水平是相同的。因此，研究人员决定测量其他蛋白质的水平，这些蛋白质可能会干扰亲环蛋白D在生物体中的作用。
Amigo说:“我们发现，热量限制会导致一种叫做SIRT3的蛋白质水平增加，SIRT3能够改变亲环素D的结构。它在去乙酰化过程中从分子中去除一个乙酰基，这抑制了亲环素D，因此线粒体保留了更多的钙，对环孢素不敏感。”
正如其他研究小组已经发现的那样，Redoxoma团队还观察到CR啮齿动物线粒体中抗氧化酶活性的增加，如谷胱甘肽过氧化物酶、谷胱甘肽还原酶和超氧化物歧化酶。根据科学家们的说法，这些结果表明，大脑管理氧化应激的能力增强了，这种情况会导致几种退行性疾病的发生。
IQ-USP进行了许多关于热量限制对代谢和细胞信号传导影响的研究。初步数据表明，热量限制引起的线粒体钙运输的变化也可能发生在大脑以外的其他组织中，但影响不同。
对于Amigo来说，在最近的研究中，受营养干预影响活性的蛋白质是治疗兴奋性毒性引起神经元损失的疾病的潜在靶点。
(来源:每日
“除了宣传节俭饮食的好处，我们的目标是了解不摄入过多卡路里对健康更有益的机制。这可以为开发抗各种疾病的药物指明新的目标，”这篇文章的主要作者Ignacio Amigo说。这项调查是在Amigo的博士后研究期间在巴西圣保罗大学化学研究所(IQ-USP)进行的。
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阿米戈表示，钙参与了神经元之间的交流过程。然而，由于神经元谷氨酸受体的过度激活，阿尔茨海默病和其他神经系统疾病会导致钙离子过多流入脑细胞。这种情况被称为兴奋性毒性，会损害甚至杀死神经元。
为了验证热量限制对兴奋毒性的影响，Redoxoma的科学家比较了两组小鼠和大鼠。对照组的动物在14周内自由进食和饮水，在实验结束时超重。另一组在同一时期接受40%的热量限制(CR)饮食。
阿米戈解释说:“我们计算了对照组的平均每日卡路里摄入量，并让另一组少摄入40%。”“尽管我们在饮食中补充了维生素和矿物质，以避免由于食物量有限而导致营养不良，但它们并没有体重过轻，保持健康。”
在第一个试验中，动物被注射了红氨酸，这是一种谷氨酸类似物，在诱导神经元钙内流方面具有类似的效果，尽管更持久。在啮齿动物中，由于海马体中谷氨酸受体的过度激活，它会导致脑损伤、癫痫和神经元细胞死亡。它在实验室中被用来模拟癫痫。
“我们给它注射了小剂量，以避免杀死它。即便如此，红果酸在对照组中引起了癫痫。这对CR组没有影响，”Amigo说。
因为之前的研究表明，增加线粒体钙摄取可以防止兴奋性毒性，他继续说，“我们决定在体外验证我们的模型是否如此。我们从大鼠身上分离出大脑线粒体，并再次将随意喂食的大鼠与40% CR饮食的大鼠进行比较。当我们向培养基中添加钙时，我们观察到CR组线粒体钙摄取水平更高。”
下一步是观察从每组中分离出来的线粒体用环孢素(一种已知能增加钙潴留的药物)治疗后会发生什么。虽然对照组的线粒体钙摄取确实增加了，但CR组的线粒体钙摄取没有变化，消除了之前测试中观察到的差异。
“环孢素在线粒体中的目标是众所周知的，”Amigo说。“这种药物抑制了一种叫做亲环素D的蛋白质的作用，导致线粒体钙潴留增加。”
然而，在这种情况下，两组中亲环素D的水平是相同的。因此，研究人员决定测量其他蛋白质的水平，这些蛋白质可能会干扰亲环蛋白D在生物体中的作用。
Amigo说:“我们发现，热量限制会导致一种叫做SIRT3的蛋白质水平增加，SIRT3能够改变亲环素D的结构。它在去乙酰化过程中从分子中去除一个乙酰基，这抑制了亲环素D，因此线粒体保留了更多的钙，对环孢素不敏感。”
正如其他研究小组已经发现的那样，Redoxoma团队还观察到CR啮齿动物线粒体中抗氧化酶活性的增加，如谷胱甘肽过氧化物酶、谷胱甘肽还原酶和超氧化物歧化酶。根据科学家们的说法，这些结果表明，大脑管理氧化应激的能力增强了，这种情况会导致几种退行性疾病的发生。
IQ-USP进行了许多关于热量限制对代谢和细胞信号传导影响的研究。初步数据表明，热量限制引起的线粒体钙运输的变化也可能发生在大脑以外的其他组织中，但影响不同。
对于Amigo来说，在最近的研究中，受营养干预影响活性的蛋白质是治疗兴奋性毒性引起神经元损失的疾病的潜在靶点。
(来源:每日
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