Science：饥饿会影响基因表达，从而影响摄食行为和衰老

虽然人们早就知道，限制食物摄入量可减缓包括人类在内的多种动物的衰老，但据发表在国际顶级期刊《科学》杂志的最新论文，美国密歇根大学的研究表明，可能饥饿感本身就足以减缓衰老。

近年来，越来越多的研究表明，饮食限制（Dietary restriction，DR）可以有效延长寿命，并延缓跨物种的衰老相关疾病。

有趣的是，饮食限制带来的延寿效应不仅来自于能量摄入的减少，还与动物本身的某些机制有关。

2023年5月，密歇根大学的研究人员在国际顶尖学术期刊 Science 上发表题为：Effects of hunger on neuronal histone modifications slow aging in Drosophila 的研究论文。

这项研究表明，饮食限制带来生理益处的原因并不在于营养的多寡，而是在于因食物短缺而产生的饥饿感。更简单来说就是，饥饿感本身就足以延缓衰老。

研究团队表示，饥饿会促使大脑表观基因组发生变化，影响基因表达，从而影响摄食行为和衰老。

对于动物而言，饥饿感是一种古老而强大的驱动力。因此，饮食对衰老和行为的影响或可归结于一种在广泛物种中存在的生物响应机制。然而，这种“饥饿信号通路”的分子性质以及它们如何调节动物的生理和行为仍是未知的。

许多动物，包括人类，都会产生对蛋白质的渴求。而在2021年3月，密歇根大学许献忠教授和华中科技大学刘剑峰教授合作在 Nature Aging 期刊发表的研究论文显示，仅食物气味就可以将饮食限制诱导的线虫寿命延长效果减弱一半【2】。

这项观察结果促使研究人员进一步测试编码寻找食物动机的神经状态是否足以减缓衰老，而不依赖于可能导致的营养摄入的任何变化。

在这项发表于 Science 的最新研究中，为了验证这一点，研究团队使用几种方法诱导果蝇产生饥饿感。第一种方法是改变测试食物中支链氨基酸（BCAA）的含量，然后让果蝇自由地吃酵母或含糖食物。喂食低BCAA食物的果蝇消耗的酵母比喂食高BCAA食物的果蝇消耗的酵母多于糖。这种对酵母而不是糖的偏好是用来衡量果蝇饥饿感的一个指标。

支链氨基酸（BCAA）的摄入量影响果蝇的寿命

有趣的是，与高BCAA果蝇相比，尽管低BCAA果蝇消耗了更多的热量和更多的总蛋白质，但它们的寿命明显更长。也就是说，减少饮食中的BCAA可以使果蝇产生饥饿感，而这种饥饿感可以促进果蝇进食并延长其寿命。

不仅如此，为了观察饥饿感的直接效应，研究团队使用了光遗传学技术，当果蝇暴露在红光下时，其体内与饥饿驱动相关的神经元会被激活。虽然这些果蝇消耗的食物是没有暴露在光刺激下的果蝇的两倍，但它们的寿命更长。

饥饿感的本身就足以延长寿命

基于上述结果，研究团队推测，饥饿感可以通过某种分子机制促进摄食和延长寿命。研究团队发现，果蝇神经元的特定亚群利用BCAA代谢来修饰神经元组蛋白乙酰体，而限制BCAA摄入可以促进果蝇进食并延长其寿命。

进一步研究显示，饥饿感通过急剧增加组蛋白H3.3的表达量来刺激果蝇进食，而长时间的饥饿似乎改变了食欲调节的设定点，从而对衰老产生有益的影响。

膳食BCAA改变组蛋白乙酰化和组蛋白H3丰度

该论文的通讯作者 Scott Pletcher 博士表示，与之前的饮食限制研究的观点不同，食物营养的多寡并不是导致饮食限制益处的关键，饥饿感本身就足以延长寿命——动机状态本身就是衰老的决定性驱动因素。

总而言之，这项发表在 Science 的研究证明，饥饿感可以影响果蝇大脑中特定基因的表达水平，从而影响它们的进食行为和衰老过程。当然，作者也指出，在将这些发现应用于人类之前，应该谨慎行事，但完全有理由期望这一机制可能在广泛的物种中存在。

论文链接：

1. https://www.science.org/doi/10.1126/science.ade1662

2. https://www.nature.com/articles/s43587-021-00039-1