Cell 论文:热量限制降低体细胞突变,沉默基因组区域获益最大
少吃能“改写”DNA?Cell | 热量限制降低体细胞突变,沉默基因组区域获益最大
Cell 论文报道,热量限制可降低体细胞突变,且沉默基因组区域获益最大。体细胞突变随年龄在全身细胞中累积,动物实验此前已证实热量限制能延长动物寿命、延缓多种衰老表型。
体细胞突变随年龄在组织中不断累积,多数并无明显影响,但部分会改变关键细胞功能——早期突变可致发育异常,终生累积则可导致癌症并参与衰老[1]。由于正常组织中突变等位基因频率极低,这类研究长期受限,直到高通量测序技术的出现才使在体定量分析成为可能[4]。与此并行的另一条线索是热量限制:它被认为是最稳健的非遗传性延缓衰老干预,在小鼠中跨品系、跨性别稳定改善健康,却并非总伴随寿命延长[2],还能延缓肝脏的表观遗传老化特征[3]。然而,饮食干预能否在全基因组尺度上调节体细胞突变的积累,一直悬而未决;尽管热量限制与基因组稳定性此前已有综述讨论,其中也援引过题为"Effect of dietary restriction on in vivo somatic mutation in mice"的动物研究[5],但受低等位基因频率带来的检测难题限制[4],全基因组层面的直接证据始终不明确。
Hui Hua 于2026年10月8日在Nature Genetics发表的研究导读,介绍了Grońska-Pęski等刊于Cell的工作(doi:10.1016/j.cell.2026.08.013,PubMed收录题名为"Caloric restriction modulates genome-wide somatic mutation in mice"[6])。该研究对19月龄雄性小鼠的肝脏与肾脏组织样本,以及分离的肝细胞和小脑神经元进行了高保真双链体DNA测序,比较自由进食与30%热量限制两种处理;热量限制组又分两种给食方案——在12小时暗期开始时投食,或将食物均分至全天24小时。结果显示,热量限制同时降低了碱基替换与插入/缺失突变的负荷,且效应随基因组区域而异:降幅在基因间区和转录失活区最大,并优先见于染色质不可及区域。两种给食方案对寿命的影响不同,降低突变负荷的程度却相近。
由此,文章得出一个值得注意的推论:寿命效应与降突变效应的这种解离意味着,全基因组突变负荷既非小鼠寿命的唯一影响因素,也非限速性决定因素。这与此前观察到的"热量限制稳定改善健康却非必然延长寿命"的复杂性相呼应[2]。作者据此将热量限制定位为经由多条通路影响衰老的干预,体细胞突变的减少只是可能参与其广谱延寿效应的分子变化之一,与表观遗传时钟减慢[3]等变化并列。
当然,问题依然存在:研究仅涉及雄性小鼠、单一月龄和有限的组织与细胞类型;热量限制为何在转录活性与染色质可及性不同的区域产生差异化保护,其机制尚待阐明;降突变效应在延寿中的因果权重如何,以及这些结果能否推及人类,都还有待后续研究回答。
- 1.Somatic mutation in cancer and normal cells · Science 2015
- 2.Effects of Sex, Strain, and Energy Intake on Hallmarks of Aging in Mice · Cell Metab 2016
- 3.Epigenetic aging signatures in mice livers are slowed by dwarfism, calorie restriction and rapamycin treatment · Genome Biol 2017
- 4.Pathogenic Mechanisms of Somatic Mutation and Genome Mosaicism in Aging · Cell 2020
- 5.Caloric restriction and genomic stability - PMC · pmc.ncbi.nlm.nih.gov 2026
- 6.Caloric restriction modulates genome-wide somatic mutation in · pubmed.ncbi.nlm.nih.gov 2026
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