“被忽视的英雄”——酪氨酸!Sci. Adv揭示:饮食中非必需氨基酸Tyr对寿命的重要影响 |
来源:100医药网 2024-09-02 12:23
本研究发现,在氨基酸供应不足且高需求的情况下,Tyr成为限制性氨基酸,对营养感知通路、繁殖能力、代谢、进食行为和寿命起到了调节作用。必需氨基酸(EAAs),如蛋氨酸(Met),在调控寿命方面发挥着重要作用,Met限制已被证实可以显著延长多种生物的寿命。相比之下,非必需氨基酸(NEAAs)的作用往往被忽视。相关研究发现,酪氨酸(Tyr)等NEAAs在调节寿命、代谢、繁殖和进食行为中也扮演了重要角色。Tyr不仅在果蝇幼虫阶段是一种重要的营养信号,在成虫阶段也有类似的作用。此外,氨基酸通过感知和反馈机制系统性地影响生物的生长、繁殖、寿命和食欲调控,但对NEAAs在进食调控中作用机制的研究仍然不足。
近日,京都大学的Fumiaki Obata研究团队在Sci. Adv发表了题为Context-dependent impact of the dietary non-essential amino acid tyrosine on Drosophila physiology and longevity的研究论文,系统评估了NEAAs在调节与蛋白质限制相关的表型中的作用。研究指出,在氨基酸供应不足且需求高的情况下,Tyr成为了限制性氨基酸,影响了营养感知路径、繁殖能力、新陈代谢、进食行为以及寿命。
研究团队通过去除合成饮食中的十种非必需氨基酸(NEAAs)之一来观察效果,发现多数NEAAs的缺失对寿命没有显著影响;但是天冬氨酸(Asn)和半胱氨酸(Cys)的缺乏会缩短寿命,而Tyr的缺乏则延长了寿命。
为评估NEAAs缺乏对繁殖力的影响,研究人员进行了为期一周的饮食控制并了果蝇的24小时产卵量。结果表明,Asn和Tyr的缺乏都显著降低了繁殖能力,尤其是Tyr的影响比Asn更显著,但与Met缺乏的影响相比则较轻,这表明在某些情况下Tyr可被视为半必需氨基酸。此外,Tyr缺乏导致果蝇卵巢大小显著缩小。
此外,研究还发现,Asn、天冬氨酸(Asp)、丝氨酸(Ser)和Tyr等NEAAs的缺乏显著增强了果蝇抵抗饥饿的能力。特别地,Tyr缺乏不仅提高了抗饥饿能力,还延长了寿命,是唯一同时具备这两种效果的氨基酸。此外,Tyr缺乏还增加了果蝇对富含蛋白质的酵母提取物的偏好。
图 1. Tyr剥夺可延长寿命、降低繁殖力、增加酵母偏好
通过量化NEAA剥夺后的全身NEAA水平,研究人员发现,大多数NEAAs在体内的水平是保持稳定的。然而,Asn、Ser及Tyr缺乏会导致其体内水平显著下降,其中Tyr和Asn降至约30%和37%,Ser降至约75%。尽管Asn和Tyr的体内水平下降程度相似,但它们对寿命的影响却不同。Tyr缺乏还导致了其他多种氨基酸水平的升高,这可能与代谢变化或增强的蛋白质分解有关。
当氨基酸摄入量较高时,Tyr缺乏对寿命、生育力和抗饥饿能力的影响并不明显。但在低氨基酸条件下,Tyr缺乏对这些表型的影响更为显著。研究补充苯丙氨酸(Phe)可以恢复由Tyr缺乏引起的生育力下降,表明Tyr代谢物可能与生殖调控无关。研究表明,Tyr的饮食需求不仅取决于其合成能力,还与其消耗速度有关。
由于产卵是雌性果蝇最需营养的过程之一,研究人员通过使用雄性果蝇和无卵雌性果蝇探究了生殖能力对Tyr剥夺表型的影响。结果显示,在雄性果蝇和无卵雌性果蝇中,没有观察到寿命延长、抗饥饿能力增强或蛋白质偏好增加的现象,同时,Tyr内部水平在无卵雌性果蝇中也没有显著下降。说明在面临高氨基酸需求和低氨基酸供应的条件下,Tyr可能成为限制性氨基酸。
对Tyr在调节营养感知途径中的作用研究发现,Tyr缺乏显著增强了ATF4活性,主要集中在成年果蝇的腹部脂肪组织中。此外,Tyr缺乏激活了ATF4的目标基因,如Thor、scylla(scyl)和CNMa,并抑制了FIT神经肽的表达。RNA测序分析表明,Tyr缺乏导致348个基因表达变化,包括上调与FoxO信号通路、自噬和mTOR信号通路相关的基因,表明Tyr在调节这些营养感知途径中起关键作用。
图 2. Tyr剥夺刺激营养感应通路
此外,Tyr缺乏导致了一系列与外骨骼形成相关的基因上调,同时抑制了反应的相关基因,包括抗菌肽和Turandot家族蛋白。尽管免疫信号通路被抑制,但免疫因子Relish的表达却异常上升,这可能与mTORC1信号通路的抑制有关。值得注意的是,Tyr降解酶的表达也下降,但AMPK磷酸化水平未受影响,表明AMPK可能不参与成年果蝇Tyr缺乏的表型变化。
总之,这项研究全面探讨了单一NEAA缺乏对成年雌性果蝇营养感知路径、生殖能力、抗饥饿能力、进食行为和寿命的影响,揭示了Tyr作为潜在限制性营养素的重要性,为健康寿命的饮食干预提供了新视角。(100yiyao.com)
参考文献:
Hina Kosakamoto et al. Context-dependent impact of the dietary non-essential amino acid tyrosine on Drosophila physiology and longevity. Sci. Adv. 10, eadn7167 (2024). DOI:10.1126/sciadv.adn7167
版权声明 本网站所有注明“来源:100医药网”或“来源:bioon”的文字、图片和音视频资料,版权均属于100医药网网站所有。非经授权,任何媒体、网站或个人不得转载,否则将追究法律责任。取得书面授权转载时,须注明“来源:100医药网”。其它来源的文章系转载文章,本网所有转载文章系出于传递更多信息之目的,转载内容不代表本站立场。不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。 87%用户都在用100医药网APP 随时阅读、评论、分享交流 请扫描二维码下载-> 医药网新闻- 相关报道
-
- 「早期生活压力」易导致孩子,特别是男孩子的注意力缺陷!哈佛研究揭示:早期逆境如何通过睡眠和多巴胺受体影响孩子的注意力 (2024-10-15)
- 饮茶+锻炼=长寿?Sci Rep最新研究揭示双重健康策略助力降低死亡风险 (2024-10-15)
- 乳腺癌疗法的双刃剑!JNCI:不止是化疗,常见的乳腺癌疗法都会加速机体的衰老 (2024-10-15)
- 程强/魏妥团队开发简化LNP系统,实现器官和细胞双重特异性靶向递送mRNA,用于精准肿瘤治疗 (2024-10-14)
- Sci Transl Med解锁脊髓损伤恢复新路径:布美他尼的神奇作用 (2024-10-14)
- NEJM:300万美元的慢病毒基因疗法,导致多名患者出现血癌 (2024-10-14)
- 《自然》:最适合“双免疫方案”的肺癌患者群体可能被找到了! (2024-10-14)
- 《科学》:暴增超80倍!哈佛/西奈山团队首次发现,产前发生的体细胞单核苷酸变异与精神分裂症有关 (2024-10-14)
- Science:虚拟筛选发现钙敏感受体的正向变构调节分子 (2024-10-13)
- Dev Cell :范衡宇实验室揭示RNA解旋酶MTR4介导的RNA监管机制决定小鼠卵母细胞体积增长的机制 (2024-10-13)
- 视频新闻
-
- 图片新闻
-
医药网免责声明:
- 本公司对医药网上刊登之所有信息不声明或保证其内容之正确性或可靠性;您于此接受并承认信赖任何信息所生之风险应自行承担。本公司,有权但无此义务,改善或更正所刊登信息任何部分之错误或疏失。
- 凡本网注明"来源:XXX(非医药网)"的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。本网转载其他媒体之稿件,意在为公众提供免费服务。如稿件版权单位或个人不想在本网发布,可与本网联系,本网视情况可立即将其撤除。联系QQ:896150040