何十年にもわたる研究により、ハエ、ワーム、およびマウスによるカロリー摂取量を制限すると、実験室での寿命が延びることが示されています。しかし、そのようなカロリー制限が人間にも同じ効果をもたらすかどうかは不明のままです。現在、イェール大学の研究者が主導する新しい研究により、人間の適度なカロリー制限の健康上の利点が確認され、人間の健康を拡張するために利用できる重要なタンパク質が特定されています.
この調査結果は、2022 年 2 月 10 日に Science に掲載されました。
この研究は、エネルギー摂取量削減の長期的影響の包括的評価 (CALERIE) 臨床試験の結果に基づいています。これは、健康な人間におけるカロリー制限の最初の対照研究です。この試験のために、研究者は最初に200人以上の研究参加者のベースラインカロリー摂取量を確立しました.次に、研究者は参加者の一部にカロリー摂取量を 14% 減らし、残りの参加者は通常どおり食事を続けるように依頼し、今後 2 年間のカロリー制限の長期的な健康への影響を分析しました。
臨床試験の全体的な目的は、カロリー制限が実験動物と同様に人間にも有益であるかどうかを確認することであったと、Waldemar Von Zedtwitz の病理学、免疫生物学、比較医学の教授であり、研究の主任著者である Vishwa Deep Dixit 氏は述べています。 .もしそうなら、研究者はカロリー制限が体に具体的にどのような影響を与え、健康の改善につながるのかをよりよく理解したいと彼は言いました.
以前の研究で、マウスのカロリー制限が感染症を増加させる可能性があることが示されているため、Dixit は、カロリー制限が炎症や免疫反応にどのように関連するかを突き止めたいと考えていました.
「人間の慢性的な軽度の炎症が多くの慢性疾患の主要な引き金であり、したがって寿命に悪影響を及ぼすことがわかっているからです」と、イェール大学老化研究センターの所長でもあるディキシットは述べています。 「ここで私たちは問いかけています:カロリー制限は免疫系と代謝系に何をしているのですか? それが本当に有益であるなら、人間におけるその効果を模倣する内因性経路をどのように利用できるでしょうか?」
Dixit と彼のチームは、心臓の上に位置し、T 細胞、一種の白血球、および免疫系の重要な部分を生成する腺である胸腺を分析することから始めました。胸腺は、他の臓器よりも速い速度で老化します。健康な成人が 40 歳に達するまでに、胸腺の 70% はすでに脂肪が多く、機能していないと Dixit 氏は述べています。そして加齢に伴い、胸腺が産生する T 細胞の数が減少します。 「私たちが年をとるにつれて、私たちが残したT細胞は新しい病原体と戦うのが得意ではないため、新しいT細胞の欠如を感じ始めます」とDixitは言いました. 「これが、高齢者が病気になるリスクが高い理由の 1 つです。」
この研究では、研究チームは磁気共鳴画像法 (MRI) を使用して、カロリーを制限している人とそうでない人の胸腺に機能的な違いがあるかどうかを判断しました。彼らは、カロリー摂取量が制限された参加者の胸腺は、2年間のカロリー制限の後、脂肪が少なく、機能量が多いことを発見しました。これは、研究開始時よりも多くのT細胞を産生していたことを意味します.しかし、カロリーを制限していなかった参加者は、機能量に変化がありませんでした.
「この器官が若返ることができるという事実は、私の見解では驚くべきことです。なぜなら、それが人間で起こっているという証拠はほとんどないからです」と Dixit は言いました。 「これが可能であるということは、非常にエキサイティングなことです。」
胸腺へのこのような劇的な影響により、Dixit と彼の同僚は、胸腺が生成していた免疫細胞への影響も発見することを期待しており、カロリー制限の全体的な利点の根底にある変化である可能性があります。しかし、それらの細胞の遺伝子を配列決定したところ、2 年間のカロリー制限後も遺伝子発現に変化がないことがわかりました。
この観察により、研究者はより詳細に調べる必要があり、驚くべき発見が明らかになりました。「この作用は、血中の T 細胞ではなく、組織の微小環境に実際にあることが判明しました」と Dixit 氏は述べています。
Dixit と彼のチームは、研究開始時、1 年後、2 年後の 3 つの時点でカロリー制限を受けている参加者の脂肪組織または体脂肪を研究しました。ディクシット氏によると、体脂肪は強力な免疫システムをホストするため、非常に重要です。脂肪には数種類の免疫細胞があり、それらが異常に活性化すると炎症の原因になると彼は説明した.
「1年後の脂肪組織の遺伝子発現に顕著な変化が見られ、2年目まで持続した」とDixit氏は述べた. 「これにより、動物の寿命を延ばすことに関与しているいくつかの遺伝子だけでなく、ヒトの代謝および抗炎症反応を改善する可能性のある独自のカロリー制限を模倣するターゲットも明らかになりました。」
これを認識した研究者は、分析で特定した遺伝子のいずれかがカロリー制限の有益な効果の一部を促進している可能性があるかどうかを確認することに着手しました.彼らはPLA2G7の遺伝子、またはグループVII A血小板活性化因子アセチルヒドロラーゼに焦点を当てた.これは、カロリー制限後に有意に阻害される遺伝子の1つであった. PLA2G7 は、マクロファージとして知られる免疫細胞によって産生されるタンパク質です。
カロリー摂取を制限していた参加者で観察されたPLA2G7遺伝子発現のこの変化は、タンパク質がカロリー制限の影響に関連している可能性があることを示唆していました. PLA2G7が原因であるかどうかをよりよく理解するため 研究者は、カロリー制限で観察された効果のいくつかに加えて、実験室での実験でマウスのタンパク質が減少したときに何が起こったのかを追跡しました.
「マウスでPLA2G7を減らすと、人間のカロリー制限で見られたのと同様の利点が得られることがわかりました」と、エール大学医学部の元研究科学者であり、研究の筆頭著者であるオルガ・スパダロは述べています.具体的には、これらのマウスの胸腺はより長期間機能し、マウスは食事による体重増加から保護され、加齢に伴う炎症から保護されました.
これらの効果は、PLA2G7がNLRP3インフラマソームと呼ばれる特定の炎症メカニズムを標的とするために発生したと研究者は述べています。 PLA2G7 を低下させると、老化したマウスが炎症から保護されました。
「これらの調査結果は、PLA2G7 がカロリー制限の影響の要因の 1 つであることを示しています」と Dixit 氏は述べています。 「これらのドライバーを特定することは、代謝システムと免疫システムがどのように相互に対話しているかを理解するのに役立ちます。これにより、免疫機能を改善し、炎症を軽減し、さらには健康寿命を延ばす可能性のある潜在的なターゲットを示すことができます.」
たとえば、PLA2G7 を操作して、実際にカロリーを制限しなくてもカロリー制限の恩恵を受けることができるかもしれませんが、これは一部の人にとっては有害である可能性があります.
「低炭水化物または低脂肪、タンパク質の増加、断続的な断食など、どのタイプの食事がより良いかについては非常に多くの議論がありますが、時間が経てば、これらのどれが重要かがわかると思います」とディキシットは言いました. 「しかし、CALERIE は非常によく管理された研究であり、カロリーの単純な減少を示しており、特別な食事はなく、生物学的に顕著な効果があり、免疫代謝状態を人間の健康を保護する方向にシフトさせます.ですから、公衆衛生の観点から、希望を与えてくれると思います。」
この研究の詳細については、適度なカロリー制限が代謝を再配線し、健康寿命を延ばすための免疫力を参照してください。
参照:「カロリー制限には新しいプレーヤーがいます」Timothy W. Rhoads と Rozalyn M. Anderson、2022 年 2 月 10 日、Science .
DOI:10.1126/science.abn6576
