研究人员发现饮食眼睛健康和寿命之间有趣的联系

巴克研究所的研究人员首次证明了果蝇的饮食，昼夜节律，眼睛健康和寿命之间的联系。在2022年6月7日的《自然通讯》杂志上，他们意外地发现，苍蝇眼中的过程实际上正在推动衰老过程。

以前的研究表明，眼部疾病与健康状况不佳之间存在关联。“我们的研究认为，这不仅仅是相关性：眼睛的功能障碍实际上可以驱动其他组织的问题，”资深作者和巴克研究所教授Pankaj Kapahi博士说，他的实验室多年来一直证明禁食和热量限制可以改善身体的许多功能。我们现在表明，禁食不仅能改善视力，而且眼睛实际上在影响寿命方面也起着重要作用。

“发现眼睛本身，至少在果蝇中，可以直接调节寿命对我们来说是一个惊喜，”主要作者Brian Hodge博士说，他在Kapahi的实验室进行了博士后研究。

霍奇说，这种联系的解释在于昼夜节律的“时钟”，即每个生物体的每个细胞内的分子机制，它们已经进化到适应日常压力，例如由太阳的升起和落下引起的光和温度的变化。这些24小时振荡- 昼夜节律 - 影响复杂的动物行为，例如捕食者 - 猎物相互作用和睡眠/觉醒周期，直到微调基因转录和蛋白质翻译分子功能的时间调节。

2016年，Kapahi的实验室发表了一项发表在《细胞代谢》上的研究表明，限制饮食的果蝇除了延长寿命外，还具有显着的昼夜节律变化。当霍奇在那年晚些时候加入实验室时，他想更深入地研究哪些增强昼夜节律功能的过程被饮食变化所改变，以及昼夜节律过程是否需要延长饮食限制的寿命。

“果蝇的寿命如此之短，使其成为一个非常漂亮的模型，使我们能够一次筛选很多东西，”目前是南旧金山Fountain Therapeutics的科学家Hodge说。该研究始于一项广泛的调查，以了解当不受限制的饮食中的苍蝇与仅喂食无限制饮食中10%蛋白质的苍蝇时，哪些基因以昼夜节律的方式振荡。

霍奇立即注意到许多基因，这些基因既对饮食有反应，又在不同的时间点表现出起伏，或“有节奏”。然后他发现，在饮食限制下被激活最多的节律基因似乎都来自眼睛，特别是来自光感受器，光感受器是眼睛视网膜中对光做出反应的特殊神经元。

这一发现导致了一系列实验，旨在了解眼睛功能如何适应饮食限制如何延长寿命的故事。例如，他们设置的实验表明，将苍蝇保持在持续的黑暗中可以延长它们的寿命。“这对我们来说似乎很奇怪，”霍奇说。“我们曾认为苍蝇需要有节奏或昼夜节律的照明线索。

然后，他们使用生物信息学来问：眼睛中也有节奏和对饮食限制有反应的基因会影响寿命吗?答案是肯定的。

“我们总是认为眼睛为我们服务，提供视觉。我们不认为这是必须保护以保护整个生物体的东西，“Kapahi说，他也是UCSF泌尿外科副教授。

他解释说，由于眼睛暴露在外界，那里的免疫防御非常活跃，这可能导致炎症，当长期存在时，会导致或恶化各种常见的慢性疾病。此外，光本身会导致光感受器变性，从而导致炎症。

“盯着电脑和手机屏幕，暴露在光污染下直到深夜，对生物钟来说非常令人不安，”卡帕希说。“它搞砸了对眼睛的保护，这可能会产生超出视力的后果，损害身体和大脑的其余部分。

关于眼睛在生物体的整体健康和寿命中的作用，有很多需要了解的地方，包括：眼睛如何调节寿命，以及相同的效果是否适用于其他生物体?

这项工作可能适用于人类的最大问题是，简单地说，哺乳动物中的光感受器会影响寿命吗?霍奇说，可能不如果蝇那么多，并指出果蝇的大部分能量都集中在眼睛上。但是，由于光感受器只是专门的神经元，他说，“我认为更强的联系是昼夜节律功能在神经元中的作用，特别是在饮食限制的情况下，以及如何利用这些功能在整个衰老过程中维持神经元功能。

霍奇说，一旦研究人员了解了这些过程是如何工作的，他们就可以开始瞄准分子钟来减缓衰老，并补充说，人类可以通过激活我们眼睛内的生物钟来帮助维持视力。“这可能是通过饮食，药物，生活方式的改变......前面还有很多非常有趣的研究，“他说。

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