کشف پروتئین طول عمر!

دانشمندان اخیراً موفق به شناسایی پروتئین کلیدی شدند که می‌توان از آن برای افزایش طول عمر سالم در انسان استفاده کرد.

فرارو: دهه‌ها تحقیق نشان داده است که محدودیت‌های دریافت کالری توسط مگس‌ها، کرم‌ها و موش‌ها می‌تواند طول عمر آن‌ها را در شرایط آزمایشگاهی افزایش دهد. اما اینکه آیا چنین محدودیت کالری می‌تواند همین کار را برای انسان‌ها انجام دهد، هنوز مشخص نیست. اکنون یک مطالعه جدید به رهبری محققان دانشگاه ییل، یک پروتئین کلیدی را شناسایی کردند که می‌توان از آن برای افزایش طول عمر سالم در انسان استفاده کرد.

این تحقیق بر اساس نتایج حاصل از کارآزمایی بالینی ارزیابی جامع اثرات بلندمدت کاهش مصرف انرژی (CALERIE)، اولین مطالعه کنترل‌شده محدودیت کالری در انسان‌های سالم بود. برای این کارآزمایی، محققان ابتدا میزان کالری دریافتی پایه را در بین بیش از ۲۰۰ شرکت کننده در مطالعه تعیین کردند. سپس محققان از تعدادی از آن شرکت‌کنندگان خواستند که کالری دریافتی خود را ۱۴ درصد کاهش دهند در حالی که بقیه طبق معمول به دریافت میزان قبلی ادامه دادند. در ادامه اثرات طولانی مدت محدودیت کالری بر سلامتی افراد را در دو سال بعد تجزیه و تحلیل کردند.

ویشوا دیپ دیکسیت، پروفسور آسیب شناسی، ایمونوبیولوژی و طب مقایسه‌ای و نویسنده ارشد این مطالعه، گفت: هدف کلی این کارآزمایی بالینی این بود که ببینیم آیا محدودیت کالری برای انسان‌ها به همان اندازه که برای طول عمر حیوانات آزمایشگاهی مفید بود، نتیجه دارد و اگر چنین باشد، محدودیت کالری با بدن چه می‌کند که منجر به بهبود سلامت می‌شود. از آنجایی که تحقیقات قبلی نشان داده است که محدودیت کالری در موش‌ها می‌تواند عفونت‌ها را افزایش دهد، دانشمندان همچنین می‌خواستند تعیین کنند که چگونه محدودیت کالری ممکن است با التهاب و پاسخ ایمنی مرتبط باشد.

دیکسیت که همچنین مدیر مرکز تحقیقات پیری دانشگاه ییل است، می‌گوید: «ما می‌دانیم که التهاب مزمن با درجه پایین در انسان، محرک اصلی بسیاری از بیماری‌های مزمن است و بنابراین تأثیر منفی بر طول عمر دارد. حال در اینجا این پرسش مطرح می‌شود که محدودیت کالری با سیستم ایمنی و متابولیک چه می‌کند و اگر واقعاً مفید است، چگونه می‌توانیم از مسیر‌های درون‌زایی که اثرات آن را در انسان تقلید می‌کنند، بهره بگیریم؟»

دیکسیت و تیمش با تجزیه و تحلیل تیموس، غده‌ای که بالای قلب قرار دارد و سلول‌های T (نوعی گلبول سفید و بخشی ضروری از سیستم ایمنی را تولید می‌کند)، شروع کردند. دیکسیت گفت تیموس با سرعت بیشتری نسبت به سایر اندام‌ها پیر می‌شود و تا زمانی که بزرگسالان سالم به سن ۴۰ سالگی برسند، ۷۰ درصد تیموس چرب و غیرعملکردی می‌شود. با افزایش سن، تیموس سلول‌های T کمتری تولید می‌کند. دیکسیت می‌گوید: «با افزایش سن، فقدان سلول‌های T جدید را احساس می‌کنیم، زیرا سلول‌هایی که باقی مانده‌اند در مبارزه با پاتوژن‌های جدید به اندازه کافی خوب نیستند. این یکی از دلایلی است که افراد مسن در معرض خطر بیشتری برای ابتلا به بیماری هستند.

برای این مطالعه، تیم تحقیقاتی از تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (MRI) برای تعیین اینکه آیا تفاوت‌های عملکردی بین غدد تیموس افرادی که کالری را محدود می‌کنند و کسانی که این کار را نمی‌کنند وجود دارد یا خیر، استفاده کردند. آن‌ها دریافتند که غدد تیموس در شرکت‌کنندگانی که کالری دریافتی محدودی داشتند، پس از دو سال محدودیت کالری، چربی کمتر و حجم عملکردی بیشتری داشتند، به این معنی که سلول‌های T بیشتری نسبت به ابتدای مطالعه تولید می‌کردند. اما شرکت‌کنندگانی که کالری خود را محدود نمی‌کردند، هیچ تغییری در حجم عملکردی نداشتند.

دیکسیت گفت: «این واقعیت که این اندام را می‌توان جوان کرد، به نظر من، خیره کننده است، زیرا شواهد بسیار کمی از اینگونه اتفاقات در انسان وجود دارد و این بسیار هیجان انگیز است.» با چنین تأثیر چشمگیری بر تیموس، دیکسیت و همکارانش انتظار داشتند که تأثیراتی را بر سلول‌های ایمنی که تیموس تولید می‌کند نیز بیابند، تغییراتی که ممکن است زمینه ساز مزایای کلی محدودیت کالری باشد. اما زمانی که ژن‌ها را در آن سلول‌ها توالی‌یابی کردند، متوجه شدند که پس از دو سال محدودیت کالری هیچ تغییری در تولید ژن وجود ندارد. این مشاهدات محققین را ملزم به بررسی دقیق‌تری می‌کرد که یافته‌ای شگفت‌انگیز را نشان داد: «به‌نظر می‌رسد که این عمل واقعاً در ریزمحیط بافتی بوده است نه سلول‌های T خون».

دیکسیت و تیمش بافت چربی یا چربی بدن شرکت‌کنندگانی را که تحت محدودیت کالری قرار می‌گرفتند، در سه مقطع زمانی مطالعه کردند: در ابتدای مطالعه، بعد از یک سال و بعد از دو سال. دیکسیت گفت چربی بدن بسیار مهم است، زیرا میزبان یک سیستم ایمنی قوی است. وی توضیح داد که انواع مختلفی از سلول‌های ایمنی در چربی وجود دارد که وقتی به طور نابجا فعال می‌شوند، به منبع التهاب تبدیل می‌شوند. وی افزود: «ما تغییرات قابل توجهی را در بیان ژن بافت چربی پس از یک سال یافتیم که تا سال دوم ادامه داشت. این نشان داد که برخی از ژن‌هایی که در افزایش طول عمر در حیوانات نقش دارند، همچنین اهداف منحصربه‌فردی برای تقلید محدودیت کالری که ممکن است پاسخ متابولیک و ضد التهابی را در انسان بهبود بخشد، دارند.»

با درک این موضوع، محققان سپس شروع به بررسی این موضوع کردند که آیا هر یک از ژن‌هایی که در تجزیه و تحلیل خود شناسایی کردند ممکن است برخی از اثرات مفید محدودیت کالری را ایجاد کند یا خیر. آن‌ها ژن PLA2G7 - یا گروه VII A عامل فعال کننده پلاکت استیل هیدرولاز - را که یکی از ژن‌هایی بود که به دنبال محدودیت کالری است، تقویت کردند. PLA2G7 پروتئینی است که توسط سلول‌های ایمنی به نام ماکروفاژ‌ها تولید می‌شود.

این تغییر در بیان ژن PLA2G7 مشاهده شده در شرکت‌کنندگانی که مصرف کالری خود را محدود می‌کردند، نشان داد که پروتئین ممکن است با اثرات محدودیت کالری مرتبط باشد. برای درک بهتر اینکه آیا PLA2G7 باعث ایجاد برخی از اثرات مشاهده شده با محدودیت کالری می‌شود، محققان همچنین آنچه را که هنگام کاهش پروتئین در موش‌ها در یک آزمایش آزمایشگاهی اتفاق افتاد را پیگیری کردند. اولگا اسپادارو، یکی از نویسندگان اصلی این مطالعه گفت: «ما دریافتیم که کاهش PLA2G7 در موش‌ها مزایایی را به همراه داشت که مشابه آن چیزی بود که در مورد محدودیت کالری در انسان مشاهده کردیم. به طور خاص، غدد تیموس این موش‌ها برای مدت طولانی‌تری کار می‌کردند، موش‌ها از افزایش وزن ناشی از رژیم غذایی محافظت می‌شدند و در برابر التهابات مرتبط با افزایش سن ایمن می‌شدند.»

به گفته محققان، این اثرات به این دلیل رخ می‌دهد که PLA2G7 مکانیسم خاصی از التهاب به نام التهاب NLRP3 را هدف قرار می‌دهد. کاهش PLA2G7 موش‌های مسن را از التهاب محافظت می‌کند. دیکسیت گفت: «این یافته‌ها نشان می‌دهد که PLA2G7 یکی از محرک‌های تأثیرات محدودیت کالری است. شناسایی این محرک‌ها به ما کمک می‌کند بفهمیم که سیستم متابولیک و سیستم ایمنی چگونه با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند، عملکرد ایمنی را بهبود می‌بخشند، التهاب را کاهش می‌دهند و به طور بالقوه حتی طول عمر سالم را افزایش می‌دهند.» او گفت، برای مثال، ممکن است بتوان PLA2G7 را دستکاری کرد و از مزایای محدودیت کالری بدون نیاز به کم کردن کالری استفاده کرد، که می‌تواند برای برخی افراد مضر باشد.

دیکسیت گفت: «بحث زیادی در مورد اینکه چه نوع رژیم غذایی بهتر است وجود دارد و فکر می‌کنم زمان مشخص خواهد کرد که کدام یک از این‌ها مهم هستند. اما CALERIE یک مطالعه بسیار کنترل‌شده است که نشان می‌دهد یک کاهش ساده کالری، و بدون رژیم غذایی خاص، تأثیر قابل‌توجهی از نظر زیست‌شناسی و تغییر وضعیت ایمنی متابولیک به سمتی دارد که از سلامت انسان محافظت می‌کند.» نتایج این پژوهش در در ۱۰ فوریه ۲۰۲۲ در نشریه معتبر Science منتشر شده است.