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春節長假剛剛溜走,不知道大家的“時差”倒過來沒有?上了年紀的人可能深有體會:天不亮就忙活、熬夜陪聊……在經歷了一波混亂作息后,您是不是感覺現在稍微亂了作息就好幾天緩不過來?這種體感背后,其實與機體變弱的晝夜節律有關。
老年人的晝夜節律變弱,這常被認為是衰老導致的一個“結果”。但反過來想,變弱的晝夜節律,會不會也是驅動衰老的一個“原因”?如果真是這樣,那么一個令人振奮的推論是:如果我們把變弱的晝夜節律重新變強,是否就能延緩甚至逆轉衰老?
就在不久前,由清華大學、北京師范大學等高校發表在《Cell》上的一項研究,恰好正面回答了這個問題。研究發現,增強大腦晝夜節律的“振幅”,還真能實現延壽12%,讓部分衰老指標回春的效果
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在研究中,研究者在小鼠身上使用了一種小分子物質——3′-脫氧腺苷(3dA,又稱蟲草素)。在之前的篩選實驗中,3dA被發現具有在體外和離體條件下增加細胞晝夜節律振幅的潛力。
研究發現,在老年雄性小鼠的特定晝夜時間(ZT11,主觀傍晚,即將進入活動期)給予它們3dA,能顯著強化其體內晝夜節律的振幅,并促進身體的系統性年輕化,具體而言:
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圖注:年輕人的生物鐘像清晰的正弦波,老年人則變成平緩的起伏,3dA能把波峰和波谷重新拉高
No.1
延壽12%
首先,研究人員發現,這些雄性小鼠的中位壽命延長了約12%。如果把具有延長壽命潛力的抗衰干預劃分為第一梯隊,3dA儼然已成功位列其中。
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圖注:3dA組老年小鼠的中位壽命延長了約12%
No.2
行為與生理,全方位回春
養過寵物鼠的人都知道,這些家伙喜歡搞夜間跑酷。但當它們老了之后,這種習慣會逐漸變少。研究發現,3dA能讓老年小鼠找回年輕時的狀態,即在夜間的自發跑輪活動不僅恢復了,而且規律性變得更強了
此外,老年小鼠在肌肉力量、yan癥情況、能量穩態、認知和心臟功能等方面均獲得了不同程度的改善。
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圖注:3dA組老年小鼠的代謝率、血糖控制、肌肉和認知功能均獲得改善
No.3
改善代謝與內分泌,大腦通訊系統“通了”
3dA讓老年小鼠體內幾個關鍵激素的“晝夜波動幅度”也變大了
碘塞羅寧(甲狀腺激素,負責提高基礎代謝率)、睪酮(性激素,影響肌肉、精力和性欲)和皮質酮(壓力激素,調節應激、晝夜節律和代謝)分別來自于大腦下達指令的幾個主要通道,對像小鼠這樣的夜行性動物,這些激素的正常節律通常是“晚上高、白天低”。
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圖注:三種激素在年輕、老年、老年+3dA三組小鼠中的相對振幅
在衰老過程中,這些激素的相對振幅趨于下降,3dA處理使其節律趨于變強
No.4
分子層面,“生命時鐘”被撥慢
在分子層面,3dA糾正了老年小鼠體內錯誤表達的基因并調整了晝夜節律基因,逆轉了肌肉、肝臟的衰老狀態。
具體來說,在這些組織中,衰老的典型特征被顯著改善——慢性低度yan癥下降、DNA氧化損傷減少、衰老細胞變少。更重要的是,3dA逆轉了與年齡相關的DNA甲基化改變,特別是在肌肉和肺中,表觀遺傳年齡被顯著降低。
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激素晝夜節律的恢復讓研究者不得不懷疑,3dA的作用場所是不是就在大腦?很快,他們就鎖定了大腦中一個非常小、但功能卻極其復雜的區域——下丘腦室旁核(PVN)。
在下丘腦,與節律相關的三個區域分別是視交叉上核(SCN)、下丘腦室旁核和弓狀核(ARC)。如果說SCN是負責把“現在是白天還是黑夜”的信息同步到全身的總指揮,那么PVN就是執行者之一,它是多個神經內分泌軸的指揮中心(管壓力線、代謝線等)。
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圖注:PVN、ARC和SCN的位置及主要功能
研究發現,3dA能以不依賴SCN的方式,直接作用于下丘腦室旁核中的多種神經元,如CRH 能神經元、AVP能神經元等,使它們的晝夜節律振幅變強
更具體來說,3dA的核心靶點其實是這些神經元中的RUVBL2蛋白(一種與機體時鐘蛋白的組裝密切相關的酶)
研究發現,對于敲除RUVBL2基因的老年小鼠,3dA定時給藥的抗衰老效果會消失——即運動節律沒有被恢復、能量代謝也沒被改善、肌肉力量照樣差、皮質酮晝夜分泌還是一團亂……
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圖注:3dA在RUVBL2敲除組無法增強運動節律振幅,代謝節律也恢復不了
此外,即使不用3dA,僅用化學遺傳技術定時增強下丘腦室旁核中神經元的晝夜節律,也能復刻出相似的抗衰老效果。這說明,“增強下丘腦室旁核中神經元的晝夜節律振幅”,是本次抗衰方向的關鍵
至此,關鍵的邏輯線是:定時3dA給藥→進入下丘腦室旁核神經元→作用于RUVBL2蛋白 →神經元晝夜節律振幅增強→向下轉發指令,呈現系統性抗衰老效果
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圖注:研究機制整體圖示
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現在,我們可以來簡單聊幾個這篇研究留給我們的思考。
首先,關注機體各種指標晝夜節律的“振幅”或“強度”——即在24小時內的高低起伏是否足夠強健,遠比簡單踐行“早睡早起”,對抗衰更重要:
正常情況下,晝夜節律振幅是一個遍布全身的多系統波動網絡:對激素系統來說,皮質醇應該在清晨涌出,幫助人們從睡眠中覺醒,晚上則退至低谷,讓位于機體修復與休整;胰島素敏感性應有明確的日高夜低;節律基因需要嚴格按時、按量表達……
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圖注:皮質醇與褪黑素的晝夜節律圖示
那為什么關注早睡早起還不夠?
舉個例子,一位18歲小伙和70歲的老年人,兩人都23:00 睡,8:00起。站在激素晝夜節律的視角,18歲小伙的激素曲線可能呈現出的是一條規律、陡峭的曲線,而這位老人的各種激素波動可能全天平平或異常,他們作息一樣,但內在生物節律的強度卻完全不同。
其次,抗衰,也可以通過“改時間結構”來實現
過去主流抗衰策略,如熱量限制、雷帕霉素(抑制mTOR)、二甲雙胍(調節AMPK或代謝)等,其邏輯是:找到一個出問題的生物通路,把它壓下來或激活,讓細胞狀態變好。這項研究則把衰老理解為身體強振幅節律系統的崩塌
而研究發現,通過直接增強下丘腦室旁核中神經元的晝夜節律活動,就可以重新增強這個波動網絡的振幅,如讓激素晝夜節律變強,讓節律基因重新有序表達,讓各個器官恢復協同……
那也去吃點蟲草素試試呢?先不說吃少了沒用,吃多了可能上火(口干舌燥、咽喉腫痛)或消化不良。從這篇研究來看,目前這個12%的延壽數據只針對雄性小鼠,是否適用于人類抗衰等問題還未知,還是得等到科學證據足夠充分的那一天。
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圖注:目前吃的是含蟲草素的原料而非純品,比如蛹蟲草
除了吃蟲草素,普通人或許可以關注這些自然手段,來增強身體的晝夜節律振幅:
白天多接觸自然光,晚上10點后盡量減少屏幕藍光。這還得跟夜間跑酷選手老鼠多學習,人家是白天睡大覺,到了我們,就不要在刷手機熬夜啦;
許多人喜歡臨睡前進行劇烈運動,這可能同樣會破環機體的內在節律,讓入睡變得更加困難。建議盡量在白天或下午運動,這可以增加機體的體溫波動,強化代謝峰值;
給腸胃一個明確的“上下班時間”,避免深夜進食,這能輔助強化機體的代謝節律;
這些看似老生常談,但能做到的人還真不多,多數人的隨機需求更多見,常令機體頻頻發出“what?”的靈魂拷問。但抗衰的密鑰之一,可能正是這種在不經意間找回身體強烈而清晰的節奏感。
參考文獻
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