美国全国老年研究所关于限制饮食对恒河猴健康和生存率影响的研究。
限制饮食,营养物质的摄食量减少10%-40%,通常被报道成延长寿命和增进健康的最强大非遗传手段。限制饮食经常被作为一种工具用于解释年龄增长和年龄有关的疾病背后的机制。除了独立的延长寿命,限制饮食被报道成在一些物种中可以延迟甚至避免许多慢性疾病的发生。
近期报道了对于恒河猴效果较好的影响比如免疫功能,机动协调性和抗肌症上。国家老年研究所指出,在幼年和成年恒河猴执行限制饮食养生法并没有提高生存力的效果。我们的调查结果对比进行康纳斯州全国灵长类研究中心的一项持续研究,发现30%的限制饮食成年恒河猴(7-14岁)增加了存活率,并发表了一小部分的限制饮食恒河猴的初步报告。
多年以来,在两个显然类似的研究中,美国国家老年研究所和康纳斯州全国灵长类研究中心都广泛记载了限制饮食对健康的有利影响。康纳斯州的研究成果蕴含的重要性在于拓展了限制组成果,从实验室啮齿动物到长寿的灵长类动物。我们的研究显示和啮齿类动物相似,分别在有益健康影响、发病率和死亡率上,研究设计,饲养和饮食构成可能对长寿命非人类灵长类有延长寿命的强大影响。
在过去的20年,研究所研究了限制饮食对长寿命类人猿(猕猴,在非野外状态下平均寿命27岁左右,最大寿命据报道40岁左右)的影响,经核实查证,不光是观察的低等生物体,增长寿命的效果也发生在猴子身上,而且因此也似乎真的能解释人类衰老的机制。全国老年研究所限制饮食研究始于2023年在国家卫生研究所动物中心。限制饮食发起于在不同的年龄的猴子中开始评估限制饮食随年龄增长的它的生物学效果。
实验设计被报道在别处。雄猴和雌猴根据少年中年和老年被登记入研究。数据在这里被分为年轻组(包括少年、青年和成年)或老年组猴子。
新增的表1被报道是最近的调查。
任何动物的饮食习惯都曾经被病理学家跟踪调查剖析过。一个总体的病理学描述源于给每个部分提供造成死亡和起作用的因素的可能。幸存数据用两种方法分析:
所有情况造成死亡数和正常死亡数;一个差别也被预先报道。在双方的研究中(国家老年研究所和康纳斯州全国灵长类研究中心),与年龄有关的幸存排除由于非年龄增长而是意外危险例如胃肠肿胀,麻醉,受伤或子宫膜移位等严重条件造成的死亡。病理学的详细说明在补充信息里。
经鉴定,年老发病的限制组猴子(16-23岁)并没有比在对照之下的所有情况的或正常衰老的幸存者活得久(这里的三种情况分别是衰老死亡的限制饮食组和两种在对照组范围内的正常组,图表未显示)。在这一组,值得注意的是无论是否得益于限制饮食,雄猴比雌猴活得久(p=0.0003)。
迄今为止,已有四只限制组猴子和一只已知年老发病的猴子已经活了超过40年。虽然相对于对照,限制饮食并没有增加平均或最大寿命,但是50%的幸存者中雌猴为27.8岁雄猴为35.
4岁,超过以前报道的在人工饲养的猴子27年的中位寿命。这些猴子可能会从良好的饲养条件中受益,因此限制饮食在年龄较大的猴子中没有增加额外的生存能力。此外,两个对照组的死亡原因没有明显的差异。
肿瘤,心血管病,淀粉样变性和一般生物恶化在对照组最老的动物上都得到平等的体现。
对于年老发病的猴子,限制饮食有利于代谢的多项措施,健康和整体功能。限制饮食猴子的雄猴和雌猴的体重低于对照组,虽然对饮食的影响对雄猴更大。在纵向措施,随着年龄的增长,对照组雄猴和雌猴中禁食猴子的血清,甘油三酯,胆固醇和血糖水平升高。
然而,限制组的猴子甘油三酯均显著降低(f(1,21)5.76,p =0.026)(图1b),而且限制组雄猴胆固醇仍然显著较低(图1c)(f(40,774)1.
53,p= 0.02)。在最老的年龄中空腹血糖数值限制组的雄猴(图1d)明显比对照组(p =0.
04)低。在一个单一措施的等离子无异前列烷,氧化指标压力,对照组雄猴比限制组的猴子有显著较高的水平(23.24±1.
25与15.93±1.97皮克毫升p =0.
009)。与此相反,我们此前曾报道,年老发病的限制组猴子可能会产生负面影响免疫功能。
目前的生存曲线发病的年轻雄猴和雌猴如图所示。图 2a(所有原因的死亡率)和图2b(与年龄有关的死亡率)。有图分析指出无论是对照组还是限制组猴子的生存力之间没有显著的**效果。
统计对照组的方法被描述在方法一栏中。在年轻发病的猴群中原来的86只猴子,对照组动物的24%(11/46)和20%(8/40)的限制组出现了与年龄有关疾病的死亡。美国老年研究所调查结果对比,表现出了限制饮食有益效果的成年恒河猴在康纳斯州全国灵长类研究中心的研究发病,其中37%的对照组猴子死于与年龄有关的疾病,和限制组相比,只有13%。
统计所有死亡的数量,描绘对照组9只和限制组动物13只由非年龄相关造成的死亡趋势。美国老年研究所所有年龄组的生存概率联合补充如图所示 1a,b。
图1 |存活曲线和甘油三酸酯,胆固醇和血糖水平为岁发病的猴子。a,kaplan-meier生存曲线表示各种原因死亡发病的正在衰老猴子。使用cox回归分析死亡与发病年龄,性别和饮食的所有原因作为**因子。
饮食的影响是不显著的(p =0.934)而且性别是唯一的显著**因子(p =0.003)。
空心圆表示活着的猴子。 b,年老发病的猴子空腹血清甘油三酯(毫克每分升)从年龄依赖个人特定的轨迹**。甘油三酯水平随着年龄的增加(f(16,162)=2.
12,p =0.0096)和限制组猴子比对照组(f(1,21)=5.76,p =0.
026)有显著较低的水平。f,雌猴;m,雄猴。整体甘油三酯的轨迹是基于34只猴子的243个观察值(其中50个观察值来自8只对照组的雌猴,81个观察值来自10只对照组的雄猴,32个观察值来自限制饮食组的7只雌猴,80个观察值来自限制饮食组的9只雄猴)。
在补充材料里的所有数据由年龄划分。c,年老发病猴子的胆固醇从年龄依赖个人特定的轨迹**。胆固醇水平随着年龄增长,(f(53,774)=1.
54,p =0.009),和雄猴胆固醇含量明显低于雌猴(f(1,24)=523.60,p<0.
0001)。一个显著的三方饮食,性别,年龄交互作用(f(40,774)=1.53,p= 0.
02)表明对照组雄猴胆固醇水平随着年龄增加,而限制饮食组雄猴倾向于胆固醇的一个轻微的降低。因此,在年龄较大的(>30年)猴子中,与对照组相比限制组雄猴胆固醇水平有显著降低。总胆固醇轨迹是基于观察了28只动物得到的994个数据(204个来自对照组7个雌猴;301个来自对照组7个雄猴;134个来自限制组5个雌猴;355个来自限制组9个雄猴)。
d,年老发病猴子空腹血糖(毫克每分升)水平从年龄依赖个人特定的轨迹**。关于1型糖尿病五葡萄糖100毫克分升以上的测量,对照组的雄猴被省略删除这些异常的影响分析和图表。随着时间的推移,雄猴和雌猴的葡萄糖(f(20,285)=10.
48,p<0.0001)有显著变化的趋势(f(18,285)=3.58,p<0.
0001),雄猴血糖水平的增加,随着时间的推移,而雌猴的血糖水平略有下降。整体限制饮食组差异不显著,f(1,22)=1.18,p =0.
288,而且随着时间的推移限制饮食组差异的趋势不显著,f(20,285)=1.23,p=0.2259。
其他分层分析性条件对照组雄猴相比限制饮食组雄猴有显著较高的血糖水平f(1,14)=55.27,p =0.04。
总体葡萄糖轨迹的绘制基于387个观察数据**于34只猴子(79个来自8只对照组雌猴;131个来自10只对照组雄猴;48个来自7只限制饮食组雌猴;129个来自9只限制饮食组雄猴)。
图2|生存曲线和葡萄糖和甘油三酯水平为年轻发病的猴子。a,b,kaplan-meier生存曲线反映了年轻发病的猴子死亡率,(a)为所有造成死亡原因,(b)为与年龄有关的。两者都对发病年龄,籍贯,性别和饮食(分别为p =0.
255和p= 50.975)采用cox回归进行了分析,没有这些因素的统计学显著**。开放的圆圈代表的猴子依然健在,非年龄有关的死亡数在b图。
c,年龄依赖性的年轻发病的猴子的个人特定的空腹血糖(毫克每分升)水平**轨迹。在14只血糖检测100毫克每分升以上的糖尿病的猴子(7个来自3只对照组的雄猴;5个来自限制饮食组的2只雄猴;2个来自1只对照组的雌猴) 被省略删除这些异常的分析和图形的影响。随着时间的推移葡萄糖有显著变化(f(18,1,112)=511.
24,p<0.0001),而雄猴和雌猴有明显不同的趋势,随着时间的推移(f(18,1,112)=1.98,p =0.
0088),雄猴的血糖水平有一个较大的增长。由于节食组没有显著性差异。总体血糖轨迹在1,260个数据来自81只猴子(346个来自23只对照组雌猴;350个来自20只对照组雄猴;281个来自20只限制饮食组雌猴;283个来自18只限制饮食组雄猴)的基础上。
d,年轻发病的猴子的空腹血清甘油三酯(毫克每分升)从与年龄相关的个人特定的轨迹**。随着时间的推移,甘油三酯有着显著变化(f(14,843)=17.59,p<0.
0001)而雄猴和雌猴的趋势显著不同(f(14,843)=5.36,p<0.0001)。
此外,饮食性互动表明限制饮食组雄性和雌性的猴子对甘油三酯有显著不同的整体效果(f(1,68)=5.07,p =0.0276)。
具体来说,限制饮食组雄猴比对照组雄猴甘油三酯有降低。相比之下,限制饮食组雌猴比对照组雌猴有较高的甘油三酯水平。总体甘油三酯轨迹基于来自81只猴子的973个观察数据(266个来自23只对照组雌猴;280个来自20只对照组雄猴;213个来自20只限制饮食组雌猴;214个来自18只限制饮食组雄猴)。
图3|与年龄有关的疾病的发病率和估计的比例。a,发病率主要与年龄有关的三个条件。诊断时的年龄年轻发病的猴子用'y'表示,老年发病的猴子用'o'表示。
如果存在多个条件,动物可能会不止一次表达。
b,估计第一次出现的任何年龄有关疾病的比例,来自年轻发病年龄组(雄性和雌性的总和)的每只猴子,为性别和性别-限制饮食相互作用的统计学管理。这些条件包括:癌症,糖尿病,关节炎,憩室病和心血管疾病。
对照组和限制组之间的差异在统计学上并不显著,p=0.06。老年发病的猴子没有表现。
考虑到只有不到50%的年轻猴子还活着,在这项研究中这些数据并不代表最终的寿命曲线。在寿命**的基础上使用的危险函数,预计大多数动物从现在开始10年后死亡,估计概率统计表明,偏向于限制饮食组整体存活的几率将低于0.1%。
出现一个显著不同于平均存活率效果的可能概率在未来的5-10年的研究是非常低的,然而,不能被排除潜在最大寿命的影响。
由于在美国老年研究所和康纳斯州全国灵长类研究中心的试验地对于限制组影响有一个明确的死亡率之间的差异,这两个进一步的比较纵向研究被授权和计划。在文献报道5, 美国老年研究所当前数据的预计(截至2023年12月1日)和公布的康纳斯州全国灵长类研究中心在2023年2月22日的汇总数据,美国老年研究所的猴子无论是对照组还是限制饮食组,相比于康纳斯州全国灵长类研究中心的限制饮食组猴子,寿命可能都有相当的优势。
虽然年轻发病的限制饮食组猴子他们吃的更少(补充表2),重量更轻,却缺乏很多的预期限制饮食组效益。与对照组(图2c)相比,限制饮食组猴子空腹血糖水平没有显著较低,而且与各自的对照组(p =0.051)(图2d)相比只有限制饮食组雄猴甘油三酯稍低。
然而,在结扎诱导的在口腔内的炎症模型中,我们已经示出了一个在年轻发病限制饮食组猴子改进的免疫应答和从青少年发作雄猴t细胞中分离出了有益效果。
Nature杂志
日期 2014 03 13 生物帮。摘要 2014年3月13日nature杂志本期封面故事展示的是微流体领域的最新进展,微流体设备在诊断方面以及在生物学的原始研究方面都显示了很大应用前景。是由jasiek krzysztofiak nature提供的。本期生物亮点还有蝴蝶的超级基因 argonaut...