巴克研究所的研究人員首次證明了

果蠅

飲食、晝夜節律、眼睛健康和壽命之間的聯絡。在2022年6月7日的《

自然通訊

》上發表，他們還出人意料地發現，蒼蠅眼中的過程實際上是在推動衰老過程。

之前的研究表明，眼疾和健康狀況不佳之間存在聯絡。高階作者兼巴克研究所教授Pankaj Kapahi博士說，我們的研究表明，這不僅僅是相關性：眼睛功能障礙實際上會驅動其他組織的問題，他的實驗室多年來一直證明，禁食和卡路里限制可以改善身體的許多功能。我們現在表明，禁食不僅可以改善視力，而且眼睛實際上在影響壽命方面也起著作用。

首席作者Brian Hodge博士在Kapahi的實驗室進行博士後研究，他說，眼睛本身，至少在果蠅中，可以直接調節壽命，這讓我們感到驚訝。

Hodge說，這種聯絡的解釋在於晝夜節律“時鐘”，即每個生物體每個細胞內的分子機制，它們已經進化以適應日常壓力，例如太陽昇起和落下引起的光線和溫度變化。這些24小時振盪——晝夜節律——影響複雜的動物行為，如捕食者-獵物相互作用和睡眠/喚醒週期，甚至微調基因轉錄和蛋白質翻譯分子功能的時間調節。

2016年，Kapahi的實驗室發表了一項

細胞代謝

研究，該研究表明，受限飲食的果蠅除了延長壽命外，其晝夜節律也發生了顯著變化。噹噹年晚些時候霍奇加入實驗室時，他想更深入地挖掘，以瞭解哪些增強晝夜節律功能的過程因飲食變化而改變，以及在飲食限制下更長時間的壽命是否需要晝夜節食過程。

目前是南舊金山噴泉治療學的科學家Hodge說，果蠅的壽命如此之短，使其成為一個非常漂亮的模型，使我們能夠同時篩選很多東西。這項研究從一項廣泛的調查開始，以瞭解當蒼蠅不受限制飲食時，哪些基因以晝夜節律方式振盪，而那些只餵養10%的無限制飲食蛋白質的基因。

霍奇立即注意到許多基因，這些基因既對飲食有反應，又在不同時間點或“有節奏”表現出起伏。然後，他發現，在飲食限制下啟用最多的有節奏基因似乎都來自眼睛，特別是光感受器，即眼睛視網膜中對光線有反應的專門神經元。

這一發現導致了一系列實驗，旨在瞭解眼功能如何融入飲食限制如何延長壽命的故事。例如，他們進行的實驗表明，將蒼蠅保持在持續的黑暗中延長了它們的壽命。霍奇說，這對我們來說似乎很奇怪。我們認為蒼蠅需要有節奏或晝夜節律的燈光線索。

然後，他們使用生物資訊學問：眼睛中也有節奏和對飲食限制有反應的基因會影響壽命嗎？答案是肯定的，他們做到了。

“我們總是認為眼睛是為我們服務的東西，以提供視覺。我們認為它不是必須保護的東西，以保護整個生物體，”卡帕希說，他也是加州大學舊金山分校泌尿科副教授。

他解釋說，由於眼睛暴露在外部世界，那裡的免疫防禦能力非常活躍，這可能導致炎症，當長期存在時，炎症可能會導致或惡化各種常見的慢性疾病。此外，光本身會導致光感受器退化，從而導致炎症。

Kapahi說，看著電腦和手機螢幕，一直暴露在夜間的光汙染下，對生物鐘來說非常令人不安。它擾亂了對眼睛的保護，這可能會產生超出視力的後果，損害身體和大腦的其餘部分。

關於眼睛在生物體整體健康和壽命中的作用，有很多需要了解的地方，包括：眼睛如何調節壽命，以及同樣的效果是否適用於其他生物體？

這項工作可能適用於人類，它提出的最大問題是，哺乳動物中的光感受器會影響長壽嗎？Hodge說，可能不如果蠅，他指出果蠅的大部分能量都用於眼睛。但由於光感受器只是專門的神經元，他說：“我認為更強大的聯絡是晝夜節律功能在神經元中發揮的作用，特別是在飲食限制的情況下，以及如何利用這些功能來在整個衰老過程中保持神經元功能。”

Hodge說，一旦研究人員瞭解這些過程是如何工作的，他們就可以開始瞄準分子時鐘來減緩衰老，並補充說，人類可以透過啟用我們眼睛中的時鐘來幫助維持視力。他說，這可能是透過飲食、藥物、生活方式的改變……前面還有許多非常有趣的研究。