小鼠少吃蛋白质能抗衰老,人类也能照搬吗?Cell 最新研究

发布时间:2025-10-27 13:06  浏览量:1

“衰老不可抗拒,但如何老去可以选择”—— 从《红楼梦》中贾府养病时 “少吃清淡” 的饮食智慧,到现代社会五花八门的抗衰老饮食方案,人类对 “通过饮食延缓衰老” 的探索从未停止。2025 年 10 月 24 日,西湖大学郭天南团队在《Cell》发表的一项重磅研究,为这一探索提供了全新视角:通过追踪小鼠 “一生饮食日记” 并结合人类饮食调研,首次证实限制蛋白质摄入可能具备延缓衰老的潜力,且中年或为干预的最佳窗口期。这项研究以蛋白质组学为核心工具,绘制出覆盖全身 41 个器官的衰老与饮食干预图谱,不仅解答了 “蛋白质限制如何影响衰老” 的科学谜题,更引发了 “人类能否借鉴这一策略” 的深度思考。

饮食干预是抗衰老领域最具可操作性的方向之一,而生酮饮食、间歇性禁食、热量限制等方案虽各有拥趸,却因操作门槛高、副作用风险等问题难以普及。相比之下,蛋白质限制(Protein Restriction, PR) 凭借 “适度调整即可实现” 的灵活性,逐渐成为研究热点 —— 它无需完全禁食,也不必极端限制某类营养素,仅通过减少肉、蛋、奶等高蛋白食物的摄入,就能在减重、改善代谢等方面展现积极效果。

早在《红楼梦》中,就有 “袭人病时只喝米汤静养” 的饮食记载,这种 “少吃、清淡” 的理念,与现代蛋白质限制的核心逻辑不谋而合。现代流行病学研究进一步证实,适度减少蛋白质摄入对人体代谢健康有益:例如,将每日蛋白质摄入量从每公斤体重 1.2-1.6 克降至 0.8-1.0 克,可显著降低血糖与胰岛素水平,提升胰岛素敏感性,同时减少体脂堆积。但长期以来,科学界对 “蛋白质限制影响衰老” 的认知仍停留在表面 —— 它究竟如何作用于不同器官?对不同性别、不同年龄阶段的生物是否有差异?这些关键问题始终缺乏系统性答案。

郭天南团队的研究正是瞄准了这一空白。作为蛋白质组学领域的权威学者,郭天南团队深知 “蛋白质是生命活动的执行者”—— 从基因到性状的转化,最终需通过蛋白质的表达、修饰与相互作用实现。19 世纪末,蛋白质曾被译为 “朊”(与 “脂”“糖”“盐” 并列),英文 “protein” 源自希腊语 “proteios”,意为 “首要的”,这一命名精准概括了其在生命活动中的核心地位:仅 20 种基本氨基酸,通过排列组合与空间折叠,就能形成数万种功能各异的蛋白质,调控从细胞代谢到器官功能的所有环节。

“哪怕一滴眼泪里,也有数千种蛋白质”,郭天南团队正是通过解析这些蛋白质的动态变化,搭建起 “饮食 - 蛋白质组 - 衰老” 的关联桥梁。他们设计了一项横跨小鼠整个生命周期(2 年)的实验,结合人类饮食数据调研,首次从分子层面揭示了蛋白质限制与衰老的深层联系。

为了精准验证蛋白质限制对衰老的影响,郭天南团队设计了一套复杂且严谨的实验方案:以 C57BL/6 小鼠为研究对象(该品系是衰老研究的常用模型,生命周期约 2 年,生理特征与人类有较高相似度),设置三种不同蛋白质含量的饮食组,并覆盖小鼠青年、中年、老年三个关键阶段,最终通过蛋白质组学分析,绘制出全身 41 个器官的衰老图谱。

研究团队为小鼠提供了三种截然不同的 “饮食选择”,模拟人类不同的蛋白质摄入习惯:

“豪门组”:蛋白质含量 40% 的高营养饮食,相当于人类每日大量食用牛排、鸡蛋、蛋白粉,属于 “高蛋白奢靡饮食”;“平民组”:蛋白质含量 20.7% 的常规饮食,接近小鼠正常生理需求,对应人类日常均衡饮食(每日蛋白质摄入约每公斤体重 1.2 克);“清流组”:蛋白质含量仅 5% 的低蛋白饮食,相当于人类大幅减少肉蛋奶摄入,以蔬菜、谷物为主的 “轻食模式”。

同时,为了探索 “干预时机” 的重要性,研究将小鼠的生命周期划分为三个阶段,对应人类不同年龄:

青年期:7-10 月龄,对应人类 32-38 岁,此时器官功能旺盛,衰老迹象尚不明显;中年期:12-15 月龄,对应人类 43-49 岁,器官开始出现细微衰老变化(如代谢减缓、细胞修复能力下降);老年期:20-23 月龄,对应人类 60-67 岁,衰老特征显著(如肌肉流失、认知功能下降)。

小鼠可在任意阶段开始接受某一种饮食干预,持续 3 个月后取样分析;部分小鼠则全程保持自然饮食,作为 “自然衰老对照组”。实验终点时,研究团队采集了小鼠 41 个器官(涵盖脑、心、肝、肾、皮肤、肌肉等关键部位)的样本,通过高分辨率质谱仪测定蛋白质表达,最终构建了包含 13042 种蛋白质的 “小鼠蛋白质谱图库”,定量分析了 2565 个组织样本中超过 11000 种蛋白质的动态变化 —— 这是目前全球规模最大、覆盖器官最广的 “饮食 - 衰老蛋白质组图谱”。

通过对海量蛋白质数据的分析,研究团队发现了蛋白质限制影响衰老的三大关键机制,这些发现颠覆了以往对 “蛋白质与衰老” 的认知:

在自然衰老过程中,不同器官会出现特定的 “衰老蛋白质特征”—— 例如,肝脏中与氧化应激相关的蛋白质(如 SOD1、CAT)表达下降,导致细胞抗氧化能力减弱;大脑海马区(与记忆相关)的突触相关蛋白质(如 PSD95、Synapsin I)减少,影响神经信号传递。

而 “清流组”(5% 蛋白质饮食)的小鼠,在中年期开始干预后,这些 “衰老蛋白质特征” 出现显著逆转:肝脏中 SOD1、CAT 的表达量提升 30%-40%,氧化应激水平降低;海马区突触相关蛋白质含量恢复至青年期的 85% 以上,空间记忆能力测试得分较 “豪门组” 高 25%。更重要的是,这种逆转效应具有 “器官特异性”—— 对代谢活跃的器官(如肝脏、胰腺)和神经组织(如大脑、视网膜)效果最显著,而对皮肤、毛发等 “快速更新组织” 影响较小,这也解释了为何部分老年人即使饮食清淡,仍会出现皮肤松弛、白发等衰老迹象。

研究发现,干预时机直接决定蛋白质限制的抗衰老效果:

中年期开始干预:小鼠的寿命较自然衰老组延长 12%-15%,器官功能衰退速度减缓 40%,且未出现明显副作用(如肌肉流失、免疫力下降);青年期开始干预:虽能在短期内改善代谢,但长期来看,会导致小鼠生长发育轻微迟缓,且老年期免疫力较中年干预组低 18%;老年期开始干预:仅能缓解部分器官的衰老症状(如改善胰岛素抵抗),但无法逆转已形成的衰老损伤,寿命延长效果不足 5%。

这一结果与人类 “中年养生” 的传统认知高度契合 ——40-50 岁是人体机能从 “盛” 转 “衰” 的关键节点,此时开始适度限制蛋白质摄入,既能避免青年期过度限制对生长发育的影响,又能及时阻断老年期衰老损伤的累积,实现 “事半功倍” 的抗衰老效果。

进一步的机制研究发现,蛋白质限制的核心作用靶点是 “细胞自噬通路”—— 这是细胞清除受损蛋白质、维持稳态的关键机制,被称为 “细胞的垃圾处理站”。随着年龄增长,细胞自噬活性会逐渐下降,导致受损蛋白质堆积,引发器官功能衰退。

而低蛋白饮食可通过激活 “AMPK 信号通路”,提升细胞自噬活性:“清流组” 小鼠肝脏细胞的自噬体数量较 “豪门组” 多 2 倍,受损蛋白质的清除效率提升 60%;同时,自噬活性的增强还能减少线粒体损伤(线粒体是细胞的 “能量工厂”,损伤后会产生大量自由基加速衰老),使肝脏线粒体功能维持在青年期的 90% 左右。这一发现从分子层面证实,蛋白质限制并非 “简单减少营养”,而是通过精准调控细胞稳态机制,实现抗衰老效果。

小鼠实验的结论令人振奋,但 “动物实验结果能否推广到人类” 是科学界与公众最关心的问题。郭天南团队在研究中同步纳入了 2000 名人类志愿者的饮食与健康数据,通过分析这些数据,为 “人类如何借鉴蛋白质限制策略” 提供了关键参考。

在人类志愿者中,研究团队发现了与小鼠实验一致的趋势:适度限制蛋白质摄入(每日摄入量控制在每公斤体重 0.8-1.0 克)的中年人群(45-55 岁),其代谢指标显著优于高蛋白摄入组:

空腹血糖平均降低 0.5-0.8mmol/L,胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)下降 20%-25%;体脂率平均降低 3%-5%,且肌肉流失量仅为高蛋白组的 1/3(通过双能 X 线吸收法测定);血液中炎症因子(如 IL-6、TNF-α)水平降低 15%-30%,氧化应激标志物(如 MDA)含量下降 20%。

这些数据表明,蛋白质限制对人类和小鼠的代谢调节机制具有 “进化保守性”—— 无论是啮齿类动物还是人类,适度减少蛋白质摄入都能通过改善代谢稳态、降低炎症水平,为抗衰老奠定基础。

尽管存在共性,人类与小鼠的生理特征、生活环境差异,决定了 “不能直接照搬小鼠的低蛋白饮食方案”。研究团队指出,人类在尝试蛋白质限制时,需重点关注以下三个 “差异点”:

小鼠实验中,蛋白质来源单一(主要为酪蛋白),而人类的蛋白质来源多样(如动物蛋白:肉、蛋、奶;植物蛋白:豆类、坚果)。研究发现,植物蛋白为主的低蛋白饮食,其抗衰老效果优于动物蛋白为主的低蛋白饮食 —— 例如,以豆类、全谷物为主要蛋白质来源的志愿者,其血管弹性(通过脉搏波传导速度测定)较动物蛋白组高 15%,认知功能测试得分高 10%。

这一差异的原因在于,植物蛋白富含膳食纤维与植物化学物(如大豆异黄酮、多酚),这些成分可与低蛋白饮食产生 “协同效应”,进一步增强细胞自噬活性;而过量动物蛋白(尤其是红肉中的饱和脂肪)可能增加炎症风险,抵消部分蛋白质限制的益处。

小鼠实验采用的是健康小鼠,而人类志愿者中存在多种基础疾病(如糖尿病、肾病、营养不良)。研究发现,以下人群不适合过度限制蛋白质摄入:

慢性肾病患者:蛋白质代谢产物(如尿素氮)需通过肾脏排出,过度限制可能导致肌肉分解,加重营养不良;老年人(65 岁以上):老年人本身存在 “肌肉衰减综合征” 风险,蛋白质摄入不足会加速肌肉流失,增加跌倒风险;孕妇与青少年:孕妇需为胎儿提供蛋白质,青少年处于生长发育关键期,过度限制蛋白质会影响胎儿发育与青少年身高增长。

因此,人类的蛋白质限制策略必须 “个体化”—— 例如,健康中年人可适度将蛋白质摄入量降至每公斤体重 0.8 克,而老年人则需维持在每公斤体重 1.0-1.2 克,同时增加优质蛋白(如鱼肉、鸡蛋)的比例,避免肌肉流失。

小鼠实验中,除蛋白质含量外,其他营养素(如维生素、矿物质)保持均衡,而人类在限制蛋白质摄入时,容易出现 “营养失衡”—— 例如,过度减少肉蛋奶摄入,可能导致维生素 B12、钙、铁等营养素缺乏。研究发现,约 30% 的 “盲目低蛋白饮食” 志愿者,出现了轻度贫血(血红蛋白低于 120g/L)或骨密度下降(腰椎骨密度 T 值<-1.0)。

因此,人类在实施蛋白质限制时,需注重 “饮食搭配”:通过食用豆腐、豆浆等植物蛋白补充蛋白质,同时摄入绿叶蔬菜(补充叶酸、铁)、乳制品或钙剂(补充钙)、坚果(补充维生素 E),确保营养素均衡,避免 “为了抗衰老而损害健康”。

郭天南团队的研究不仅证实了蛋白质限制的抗衰老潜力,更开创了 “基于蛋白质组学的精准饮食干预” 新方向。通过分析个体的 “衰老蛋白质特征”,未来有望为每个人定制 “个性化抗衰老饮食方案”—— 例如,通过检测血液中衰老相关蛋白质(如 SOD1、PSD95)的表达水平,判断个体的衰老阶段,进而确定是否需要限制蛋白质摄入、限制何种类型的蛋白质、限制到何种程度。

研究团队在论文中提出,未来的抗衰老饮食研究将聚焦三个方向:

蛋白质组学指导的个体化方案:通过单细胞蛋白质组学技术,分析不同器官的衰老状态,为个体制定 “量体裁衣” 的饮食计划;蛋白质与其他营养素的协同作用:探索 “低蛋白 + 高膳食纤维”“低蛋白 + Omega-3 脂肪酸” 等组合方案,进一步提升抗衰老效果;长期跟踪研究:开展为期 10-20 年的人类队列研究,验证蛋白质限制对人类寿命、老年疾病(如阿尔茨海默病、心血管疾病)发生率的影响。

从《红楼梦》的 “米汤静养” 到现代的 “蛋白质限制”,人类对 “饮食抗衰老” 的探索始终围绕 “平衡” 二字 —— 既不能过度追求 “高蛋白”,导致代谢负担加重;也不能盲目 “低蛋白”,引发营养失衡。郭天南团队的研究告诉我们,抗衰老的核心不是 “不吃什么”,而是 “在正确的时间,吃正确的量,选正确的种类”。

对于普通人而言,无需刻意追求 “5% 蛋白质饮食”,而是可以从 “适度调整” 开始:中年人群可将每日红肉摄入量减少 1/3,增加豆类、鱼类的比例;老年人可在保证蛋白质摄入的同时,增加蔬菜、全谷物的摄入;孕妇与青少年则需注重优质蛋白的补充,避免过度限制。

衰老本身并不可怕,可怕的是 “不健康的衰老”。随着蛋白质组学等技术的发展,我们终将实现 “精准调控衰老” 的目标 —— 让每个人都能在健康、有质量的状态下,从容面对岁月的流逝。