饮食、眼睛健康和寿命之间的奇妙联系被揭开

先前的研究表明，人类眼睛疾病与健康状况不佳之间存在关联。资深作者、巴克研究所教授Pankaj Kapahi博士说:“我们的研究认为，这不仅仅是相关性:眼睛的功能障碍实际上会导致其他组织的问题。”他的实验室多年来已经证明，禁食和热量限制可以改善身体的许多功能。“我们现在证明，禁食不仅能改善视力，而且眼睛实际上对寿命也有影响。”

“至少在果蝇中，眼睛本身可以直接调节寿命，这一发现对我们来说是一个惊喜，”主要作者布莱恩·霍奇博士说，他在卡帕希的实验室进行博士后研究。

霍奇说，这种联系的解释在于昼夜节律“时钟”，即每一种生物的每个细胞内的分子机制，它已经进化到适应日常压力，例如由太阳升起和落下引起的光线和温度的变化。这些24小时的振荡——昼夜节律——影响着复杂的动物行为，比如捕食者-猎物的相互作用和睡眠/觉醒周期，直到微调基因转录和蛋白质翻译的分子功能的时间调节。

2016年，卡帕希的实验室发表了一项研究细胞代谢研究表明，限制饮食的果蝇除了延长寿命外，它们的昼夜节律也发生了重大变化。当霍奇在那年晚些时候加入实验室时，他想更深入地研究哪些增强昼夜节律功能的过程被饮食变化所改变，以及昼夜节律过程是否需要在饮食限制下看到更长的寿命。

“果蝇的寿命很短，这使它成为一个非常漂亮的模型，让我们可以同时筛选很多东西，”霍奇说，他目前是南旧金山喷泉治疗公司的科学家。这项研究首先进行了一项广泛的调查，观察在不受限制饮食的果蝇和只摄入10%蛋白质的果蝇进行比较时，哪些基因会以昼夜节律的方式振荡。

霍奇立即注意到许多基因既对饮食有反应，又在不同的时间点表现出起伏，或“有节奏”。然后他发现，饮食限制最容易激活的节律基因似乎都来自眼睛，特别是光感受器，即眼睛视网膜上对光线做出反应的特殊神经元。

这一发现引发了一系列实验，旨在了解眼睛功能如何与饮食限制如何延长寿命的故事相吻合。例如，他们进行了实验，证明将苍蝇长期置于黑暗中可以延长它们的寿命。“这在我们看来很奇怪。”霍奇说。“我们曾认为苍蝇需要有节奏或昼夜节律的照明线索。”

然后，他们利用生物信息学来问:眼睛中同样对饮食限制有节奏和反应的基因是否会影响寿命?答案是肯定的。

“我们总是认为眼睛是为我们服务的东西，提供视觉。我们不认为它是必须保护整个有机体的东西，”卡帕希说，他也是加州大学旧金山分校泌尿学副教授。

他解释说，由于眼睛暴露在外界，那里的免疫防御非常活跃，这可能导致炎症，如果长时间存在，可能会导致或恶化各种常见的慢性疾病。此外，光本身会导致感光器退化，从而引起炎症。

卡帕希说:“盯着电脑和手机屏幕，一直暴露在光污染中，这些都是对生物钟非常不利的条件。”“它破坏了对眼睛的保护，其后果可能不仅仅是视力，还会损害身体其他部位和大脑。”

关于眼睛在生物体的整体健康和寿命中所起的作用，还有很多需要了解的地方，包括:眼睛是如何调节寿命的，同样的作用是否适用于其他生物体?

这项工作提出的最大问题可能适用于人类，简单地说，哺乳动物的光感受器会影响寿命吗?霍奇说，可能没有果蝇那么多。他指出，果蝇的大部分能量都用在眼睛上。但由于光感受器只是特殊的神经元，他说，“我认为更强的联系是昼夜节律功能在神经元中所起的作用，尤其是在饮食限制的情况下，以及如何在整个衰老过程中利用这些功能来维持神经元的功能。”

霍奇说，一旦研究人员了解了这些过程是如何工作的，他们就可以开始以分子钟为目标来减缓衰老。他补充说，人类可能可以通过激活眼睛内的时钟来帮助保持视力。他说:“可能是通过饮食、药物、生活方式的改变……未来还有很多真正有趣的研究。”