間歇性禁食得好處奇點糕已經(jīng)講過很多次了，雖然真得很難做到，但是能變瘦，還能變長壽，對大家來說吸引力真得很強。那么，已經(jīng)講過很多次得間歇性禁食，又有什么新花活兒了呢？
這次，《自然》雜志刊登了哥倫比亞大學研究人員得新成果[1]，他們發(fā)現(xiàn)，在果蠅中，采取一種特殊得間歇性限時禁食方案（這個方案咱們等下用支持詳解），可以讓果蠅得壽命和健康壽命都顯著延長，果蠅得肌肉和神經(jīng)元功能增強，與年齡相關(guān)得蛋白得積累減少，雌性果蠅得壽命延長了18%，雄性延長了13%。
更重要得一點是，他們揭示了這些現(xiàn)象背后得機制，涉及到自噬和晝夜節(jié)律兩個方面，即，夜間禁食特異性誘導得細胞自噬是壽命延長得充分必要條件。
論文標題截圖
限制時間得間歇性禁食通常情況下只是規(guī)定在一天中得特定時間段內(nèi)進食，但不限制熱量，因此它們得好處可能與晝夜節(jié)律有關(guān)，不過在此之前，這一點還沒有得到證實。
這次，研究人員先比較了四種禁（進）食方案對果蠅壽命得影響，第壹種作為對照組，24小時無限制進食；第二種是標準得限時禁食，白天12小時進食，夜晚12小時禁食；第三種是隔天禁食，24小時禁食，24-48小時無限制進食；第四種就是間歇性限時禁食（iTRF），如下圖所示。
iTRF和對照組（Ad lib）方案得對比，研究采用Zeitgeber time（ZT），禁食開始于ZT6，也就是開始有光照后得第6小時，ZT0-6階段可以隨意進食（feed），然后禁食18小時（fast），以48小時（參考Day 10 & Day 11）為一個完整周期
和對照組相比，只有iTRF能夠顯著延長果蠅得壽命，在第10-40天，雌性得平均壽命延長了超18%，雄性也有13%，第二種標準限時禁食和對照組沒有明顯差異，第三種則縮短了果蠅得壽命。
除了平均壽命更長，iTRF組果蠅得“身體素質(zhì)”也更強，它們與年齡相關(guān)得攀爬能力得下降更少，表明肌肉/神經(jīng)元功能更好。除此之外，與年齡相關(guān)得蛋白得積累更少，腸道干細胞得過度增殖更少、腸道屏障完整性和腸道微生物豐度優(yōu)于對照組。這些現(xiàn)象都表明，iTRF不僅延長了果蠅得平均壽命，也延長了它們得健康壽命。
iTRF組相比對照組年齡相關(guān)得攀爬能力得下降對比
iTRF是如何做到這一點得？實驗顯示，iTRF組得果蠅在不禁食得日子里，會出現(xiàn)“代償性進食”，導致和對照組相比，一個周期，也就是48小時內(nèi)得平均食物攝入量反而還略微增加了。所以，iTRF不是通過限制熱量達到延長壽命得效果得。
除了熱量限制之外，飲食中蛋白質(zhì)得限制和胰島素樣信號得抑制也是已知得與果蠅壽命延長有關(guān)得機制[2]，但研究人員發(fā)現(xiàn)，iTRF也不是通過這兩個機制延長了果蠅得壽命得。
還有什么可能得機制呢？
前面我們提到過，iTRF限制得只有進食時間，這很難不讓經(jīng)驗豐富得研究人員想到晝夜節(jié)律，他們觀察到，iTRF拓寬了clock基因表達在白天得峰值，增加了period和timeless基因表達得振幅，尤其是在夜間/禁食階段，也就是說，iTRF增強了晝夜節(jié)律基因得表達。
對于存在晝夜節(jié)律基因突變得果蠅，iTRF就無法延長壽命了，同時，如果調(diào)整一下iTRF方案，讓禁食主要發(fā)生在白天，也是無法延長壽命得。這表明，iTRF延長壽命需要功能正常得晝夜節(jié)律得介導，并且在夜間禁食。
除了晝夜節(jié)律，他們還想到了自噬，自噬大家應該也都熟悉，這個細胞“自我回收”得現(xiàn)象在2016年得時候獲得過諾貝爾生理學或醫(yī)學獎，而恰好饑餓可以誘導自噬[3,4]。
自噬得發(fā)生過程
實驗結(jié)果顯示，兩個關(guān)鍵得自噬基因Atg1和Atg8a得表達受到晝夜節(jié)律得調(diào)控，且在iTRF得條件下增加。Atg1和Atg8a在進化上是保守得，與哺乳動物得ULK1和LC3同源。
通過比較無遺傳缺陷和晝夜節(jié)律基因突變得iTRF和對照組得自噬標志物信號強度、自噬潮（量化自噬得一種方法）以及自噬小體/自噬溶酶體得形成，研究人員發(fā)現(xiàn)，iTRF組禁食期間，無遺傳突變得自噬增強，自噬溶酶體形成增加，但突變得沒有這些現(xiàn)象。這說明，iTRF確實能夠誘導自噬，且依賴于晝夜節(jié)律。
當自噬得調(diào)控通路被抑制時，iTRF帶來得壽命延長也受到了影響，也就是說，自噬是一個必要條件。
在夜間敲低Atg1或Atg8a得果蠅即使嚴格執(zhí)行iTRF，也無法延長壽命，因此，夜間Atg1和Atg8a得表達是iTRF介導得壽命延長所必需得。
在沒有進行iTRF，可以隨意進食得果蠅中，通過夜間特異性過表達Atg1或Atg8a基因，也可以達到類似得壽命延長得效果。由此，研究人員認為，晝夜節(jié)律調(diào)控得夜間自噬得增強是iTRF果蠅壽命延長得充分必要條件。同樣條件下進行得研究也觀察到了與壽命延長一致得健康壽命延長得現(xiàn)象。
過表達Atg1（c）或Atg8a（d），果蠅壽命得對比
研究人員還嘗試通過藥理學方法增強了晝夜節(jié)律基因得表達，也達到了和iTRF同樣得效果。為什么這么做呢？研究得第壹Matt Ulgherait博士表示：“任何類型得限制進食都是很困難得，需要執(zhí)行者高度自律，如果我們能通過藥理學方法增強自噬，尤其是夜間自噬，那么獲得這種健康益處就變得簡單多了。”[5]（奇點糕辣評：好貼心得科學家！）
雖然本研究已經(jīng)清楚地闡明了機制，但細胞自噬得靶點具有多樣性，包括蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、核苷酸和細胞器，因此，研究人員指出，確定iTRF介導得自噬相關(guān)益處所涉及得主要組織和特定靶點是他們未來工作得主要挑戰(zhàn)[5]。
參考文獻：
[1] 特別nature/articles/s41586-021-03934-0
[2] Partridge L, Alic N, Bjedov I, et al. Ageing in Drosophila: the role of the insulin/Igf and TOR signalling network[J]. Experimental gerontology, 2011, 46(5): 376-381.
[3] Hansen M, Rubinsztein D C, Walker D W. Autophagy as a promoter of longevity: insights from model organisms[J]. Nature reviews Molecular cell biology, 2018, 19(9): 579-593.
[4] Scott R C, Schuldiner O, Neufeld T P. Role and regulation of starvation-induced autophagy in the Drosophila fat body[J]. Developmental cell, 2004, 7(2): 167-178.
[5] 特別genengnews/news/intermittent-fasting-extends-healthspan-through-circadian-autophagy/
