探索肠道激素在调节寿命中所起的作用

在最近发表于《美国国家科学院院刊》的一项研究里,布朗大学的研究人员在理解肠道激素,特别是神经肽 F(NPF)如何调节黑腹果蝇的衰老方面取得了进展。这项研究意义重大,因为它揭示了肠道与大脑的相互作用,表明人类的肠促胰岛素激素,如胰高血糖素样肽-1(GLP-1),可能在影响衰老和健康寿命方面发挥类似的作用[1]。

Longevity.Technology:肠道 - 大脑轴长期以来一直是寿命研究感兴趣的一个主题,而已经用于治疗肥胖症和糖尿病的 GLP-1 激动剂,在健康寿命的治疗领域展现出了前景。这些药物模仿肠促胰岛素 GLP-1,一种增强胰岛素分泌的肠道衍生激素。虽然肠促胰岛素在新陈代谢中的作用是明确的,但正如这项研究表明的,它们与衰老的联系需要进一步探索,特别是考虑到果蝇和人类之间的差异。

在他们的研究中,主要作者马克·塔塔尔(Marc Tatar)和他的团队专注于 NPF,这是一种肠道响应饮食而分泌的胰岛素调节激素。他们发现抑制果蝇肠道中的 NPF 导致寿命显著延长,这在很大程度上是因为其对胰岛素和保幼激素(JH)的调节——这是果蝇衰老过程中的一个关键因素[1]。

“我们展示了所有这些因素如何共同作用来控制寿命,”塔塔尔指出,强调了肠道衍生激素、大脑信号和长寿之间复杂的相互作用。该研究为肠道激素如何影响胰岛素产生和保幼激素(JH)水平提供了新的见解,这两者对果蝇的衰老过程都至关重要[1]。

研究人员绘制了神经肽 F(NPF)从肠道到大脑的产生路径,它会影响分泌胰岛素的神经元。这些神经元还调节保幼激素的分泌,保幼激素是果蝇衰老的关键要素之一。当 NPF 分泌减少时,胰岛素和保幼激素水平下降,导致寿命延长。相反,假设 NPF 产量增加,致使胰岛素和 JH 水平升高,会对衰老和长寿产生不利影响[1]。

这些发现凸显了果蝇与人类之间生物机制的保守特性,特别是在胰岛素和肠道激素方面。虽然人类不产生 NPF,但他们确实产生类似的肠促胰岛素,如 GLP-1,其以类似的方式调节胰岛素的产生。这增加了基于肠促胰岛素的治疗手段(比如用于糖尿病治疗的 GLP-1 激动剂)可能对人类衰老过程产生影响的可能性。

“果蝇是人类的一个极佳模型,但我们需要把研究从果蝇推进至小鼠,并开展研究来观察 GLP-1 激动剂与衰老的情况,”塔塔尔说。重要的是,研究人员还注意到男性和女性对 NPF 操作的反应存在显著差异,这一点突显了衰老过程中激素调节的复杂性[1]。

虽说苍蝇看起来又小又简单,但它们和人类在基因方面存在诸多相似之处,其中包括对胰岛素和其他激素进行调节的信号通路。鉴于肠促胰岛素已经极大地改变了糖尿病的管理模式,它们在长寿研究方面的潜在应用顺理成章地成为了下一步的研究方向。然而,在果蝇中涉及保幼激素的独特通路,在人类当中没有直接的类似物,这表明需要开展更多的研究,以确定怎样将这些发现应用于人类的衰老问题。

在这一新兴领域的大背景下,肠-脑轴作为代谢调节和衰老过程中的核心参与者,正日益得到认可。像 GLP-1 这类肠激素,不仅能够控制胰岛素的分泌,还会对大脑功能产生影响,表明肠道健康和整体衰老之间存在着双向的关系。基于肠促胰岛素的疗法,通过对胰岛素通路进行调节来延长寿命或者改善健康寿命的这种潜力,显然是一个值得进一步去研究的领域。

有必要去探索像 GLP-1 这样的肠激素是如何影响人类衰老的,特别是通过它们对于胰岛素信号所产生的影响。在苍蝇身上观察到的长寿效应虽说引人注目,但是需要在哺乳动物模型当中得到验证。保幼激素的作用,这是昆虫所特有的,进一步使得直接转化应用到人类身上变得复杂,但为理解激素对衰老的控制情况提供了一个有趣的模型。

鉴于肠促胰岛素在代谢疾病的管理方面已然发挥着关键作用,其延长健康寿命的潜力或许意味着我们应对衰老及与年龄相关疾病的方式将出现重大转变。随着研究的不断发展,倘若 GLP-1 以及其他肠道激素在长寿方面的作用被证实是未来治疗学的关键关注范畴,这也不足为奇。

[1] https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2411987121