Cell Systems: 节食通过代谢重塑预防恒河猴肌少症
每一个减肥的人都听过一句口号：管住嘴，迈开腿，说的是健康膳食和多运动。这句话同样也适用于预防代谢疾病，比如心血管疾病和糖尿病。“管住嘴”的方式之一就是节食，科学研究中更多的是指“卡路里限制(Caloric Restriction，CR)”。模式动物的研究表明，CR可延缓与年龄相关疾病的发生，还会影响骨骼肌的衰老过程。
肌少症，其特征是随着年龄的增长，肌肉质量和功能下降。在组织和细胞水平上，骨骼肌衰老有以下特点:肌肉中收缩含量（肌纤维面积）降低；肌肉中混合型纤维比例减少；线粒体活性降低以及NAD(P)H含量降低；肌肉纤维束内的脂质沉积增加；细胞内脂滴变大，数量减少。
运动（“迈开腿”）是目前唯一能有效预防肌少症的方法， CR（“管住嘴”）是否也能预防肌少症？最近，发表在《Cell Systems》的一篇文章给出了相关答案。
研究人员选用成年雄性恒河猴（8-14岁）为研究对象，实验组（CR）比对照组减少30%的饮食摄入，纵向研究（持续18年）CR对恒河猴骨骼肌衰老过程中的影响。
CR延缓了猴子骨骼肌衰老的多种特征 CR引起了肌肉成分的变化（表1）。与人类相似，肌肉质量从猴子的中年（15岁）开始减少，对照组骨骼肌预估量（ESM）在19岁时损失15%，到22岁时损失23％，而在同一时间范围内CR猴子的ESM变化可以忽略不计。与CR组不同的是，对照组动物的体重出现了与年龄相关的下降，因此，两组间体重和净体重没有统计学差异。另外CR组猴子空腹血糖和胰岛素显著低于对照组。 表1. 恒河猴生体指标 CR主要影响代谢和生长途径 运动是目前唯一能有效治疗肌少症的方法，它可以增加参与能量代谢相关基因的表达。CR对老年恒河猴骨骼肌的影响和运动对人类骨骼肌衰老影响的研究结果一致。 在转录水平上， CR上调的生物功能有蛋白水解、基因表达（包括非编码RNA的调控）、线粒体和能量代谢（包括脂质和脂肪酸代谢）；下调的生物功能主要是免疫、炎症过程（图1）。 由于人类和非人灵长类的miRNA同源，miRNA作为一种调节基因表达的手段，进一步的非编码RNA测序分析显示，组间个体各家族miRNA 无统计学差异；但CR显著下调7号染色体上的miRNA结合位点，在人类中，类似位置的miRNA结合位点被发现与癌症和代谢疾病相关。在CR组中miR-493-5p和miR-410-3p表达较低，与转录水平上参与生长、细胞骨架和肌肉收缩功能、WNT信号和RNA处理增加的结果一致（图1）。 图1. 骨骼肌mRNA和miRNA的基因表达分析 CR诱导更年轻的细胞代谢环境 先前对人类的研究表明，随着年龄的增长，骨骼肌的脂质利用率降低，导致细胞内脂滴大小增加，数量减少。CR动物脂滴总数明显增加，且脂滴面积分布减少，脂质合成基因PLIN4、PLIN5表达有减少趋势。CR诱导代谢环境趋向 更年轻的细胞表型（图2）。 幼猴股外侧肌（VL）包括三种纤维类型，MMF是主要的纤维类型，衰老过程中三种纤维类型比例接近相同。与年轻猴子一样，CR猴子在衰老过程MMF一直是主要的纤维类型，肌肉收缩量显著增加，并且纤维中的线粒体活性显著增加，但线粒体数量没有差异（图3）。 图2. 代谢变化的小分子指标 图3. 骨骼肌组成和线粒体活性 该研究揭示了CR延迟骨骼肌衰老的分子和细胞基础，提供CR预防少肌症的证据，表明代谢在骨骼肌衰老和CR的机制中都起作用。 最后，对于个人身体健康来说，“少壮不努力，老大徒伤悲”，提醒更多人注意膳食健康和运动。但CR不是不吃饭，而是通过少吃来改变体内的代谢环境。对于个人如何进行节食，目前还没有更多相关数据支撑，如果有需要，还是要遵循医嘱。
参考文献：
1. Rhoads TW, Clark JP, Gustafson GE, et al. Molecular and Functional Networks Linked to Sarcopenia Prevention by Caloric Restriction in Rhesus Monkeys. Cell Syst. 2020;10(2):156–168.e5. doi:10.1016/j.cels.2019.12.002
