组织中轻度、持续的炎症被认为是人类衰老过程的生物学标志之一，同时也是阿尔茨海默氏症或癌症等疾病的危险因素。耶拿莱布尼茨衰老研究所—弗里茨利普曼研究所 (FLI) 的 Francesco Neri 教授和 Mahdi Rasa 博士首次成功地在分子水平上描述了驱动一般多器官炎症反应的调控网络。此外，他们能够证明饮食限制可以影响这种调节回路，从而抑制炎症。
炎症是身体的一种免疫反应，它本身是有用的：我们的免疫系统使用它来对抗病原体或从组织中清除受损细胞。一旦免疫细胞完成工作，炎症就会消退：感染结束，伤口愈合。与此类急性炎症不同，与年龄相关的慢性炎症不是局部的。先天免疫系统整体上提高了它的活动，导致慢性低度炎症。这种与衰老相关的炎症也称为炎症。
发炎损害健康
这种潜在的炎症会对健康产生影响。“如果你的免疫细胞不断激活，这可能会导致它们的衰竭，这反过来又会在你感染时导致问题。免疫细胞可能不再做出适当的反应。炎症也与癌症的发展有关——因为在发炎的组织中我们看到细胞增殖增加，”弗朗西斯科·内里教授解释说，他在耶拿莱布尼茨衰老研究所 - 弗里茨·利普曼研究所 (FLI) 领导“衰老的表观遗传学”研究小组，直到 2021 年底。生物学家现在正在教学和在意大利都灵大学进行研究。
衰老、炎症和饮食如何相互作用?
Neri 教授与 FLI 的 Mahdi Rasa 博士和其他同事一起在小鼠身上进行了一项研究，以研究伴随衰老的慢性炎症是如何被基因调控和维持的——以及饮食限制是否会影响这一调控网络并抑制炎症。事实上，过去二十年的研究表明，各种动物——从苍蝇到蠕虫到啮齿动物再到猴子——在喂食减少热量摄入的饮食时，寿命会更长。
例如，当老鼠的食物减少 30% 时，它们会更健康、更活跃，并且寿命会延长 3 到 4 个月——相当于寿命增加 10% 到 15%。在限制卡路里饮食的人类中也观察到了健康状况的改善。还已知通过这种饮食方法可以减少炎症反应。然而，在分子水平上详细调节炎症、衰老和饮食限制的方式，以及它们如何相互关联，目前尚不清楚。
炎症反馈回路
对于他们最近发表在《细胞报告》杂志上的最新研究， FLI 研究人员首先将四个月大的小鼠与年龄较大的小鼠(22 个月)进行了比较。与之前的研究相比，基因的活性不仅在一个器官中进行测量，而且在多个组织中并行测量：血液、大脑、心脏、肾脏、肝脏、肺、肌肉和皮肤。
“当务之急是研究所有组织中受影响的途径，以便在系统水平上了解炎症，”Neri 解释说。“我们发现，老年小鼠的炎症阶段的特征是一组特定基因的上调，这些基因编码先天免疫系统的受体。这种上调导致一组干扰素调节基因的激活。而这些基因然后激活其他产生炎性细胞因子的基因，以及激活 Stat1，它是调节基因的主要转录因子与炎症有关。这整个过程就像一个正反馈循环，让炎症状态持续下去。”因此，耶拿研究人员是第一个描述跨器官和系统调节网络的人。但是这个循环可以通过减少卡路里摄入来中断吗?
为了回答这个问题，Neri 和 Rasa 研究了另外两组啮齿动物的器官中的基因活性：几乎整个生命(4 到 22 个月)食物减少 30% 的老鼠和饲养在这些啮齿动物下的老鼠。在他们生命的尽头只有两个月的条件。无论热量限制是短期的还是长期的，总体而言，饮食对所有研究的器官都有积极的影响，心脏除外。
系统性监管网络是干预的起点
通过他们的工作，这两位研究人员还为未来与衰老相关的慢性炎症的药物疗法提供了起点。“在我们描述的这个调控网络中，一个经过充分研究的重要组成部分是，例如，TLR4，一种编码先天免疫系统受体的基因，”Rasa 博士解释说，他在他的博士学位期间进行了基因分析。 .D。论文。“当没有病原体可以对抗时，受体就像一个我们不需要的 SOS 信号。如果我们能够下调 TLR4，我们将能够减少衰老过程中的慢性炎症反应。”
另一个备受讨论的干预可能性是服用维生素或益生菌等膳食补充剂，目的是影响消化道中微生物的组成。“饮食限制似乎会改变微生物组，从而减少炎症。如果可以通过膳食补充剂改变微生物组的肠道菌群，则无需限制饮食即可获得相同的有益效果。” Neri 教授承认，这仍然只是猜测。“我们首先需要更好地了解所涉及的过程。”