科學家們已經知道 70 多年了，延長動物壽命的可靠方法是將卡路里攝入量平均減少 30% 到 40%。問題是：為什麼？
現在一項新的研究開始揭開謎團，以及減少食物攝入量如何保護細胞免受衰老和與年齡相關疾病的機制。
研究人員在《細胞》雜誌上報告稱，這種現象可能與線粒體（細胞的能量工廠，其主要任務之一是將營養物質轉化為能量）中的兩種酶——SIRT3 和 SIRT4——有關。他們發現，較低的熱量攝入引發了一系列反應，提高了這些酶的水平，從而增強了細胞電池的強度和效率。透過啟用線粒體，SIRT3 和 SIRT4 延長了細胞的壽命，方法是防止衰弱的線粒體在其膜上形成微小的孔洞（或孔），這些孔洞允許觸發細胞凋亡或細胞死亡的蛋白質滲漏到細胞的其他部分。
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哈佛醫學院病理學助理教授、該研究的共同作者 大衛·辛克萊 說：“我們沒有想到這個通路中最重要的部分是線上粒體中。” “我們認為我們可能找到了衰老的調節器。”
2003 年，辛克萊的實驗室在《自然》雜誌上發表了一篇論文，描述了一種基因的發現，該基因在酵母細胞中響應卡路里限制而被啟用，辛克萊稱之為“衰老的主調節器”。從那時起，他的團隊一直在尋找在哺乳動物細胞中發揮類似作用的類似基因。
研究人員從人類胚胎腎細胞培養物中確定，較低的熱量攝入會發送一個訊號，啟用細胞內部的基因，該基因編碼 NAMPT（煙醯胺磷酸核糖轉移酶）酶。NAMPT 水平增加兩到四倍反過來又觸發了一種名為 NAD（煙醯胺腺嘌呤二核苷酸）分子的產生，該分子在細胞代謝和訊號傳導中起著關鍵作用。
NAD 水平的上升激活了 SIRT3 和 SIRT4 基因，增加了它們相應的 SIRT3 和 SIRT4 酶的水平，然後這些酶湧入線粒體內部。辛克萊說，他不確定 SIRT3 和 SIRT4 究竟是如何增強線粒體的能量輸出的，但當存在大量酶時，至少導致細胞死亡的事件會被延遲。
SIRT3 和 SIRT4 是一個名為 sirtuins 的家族的一部分。（SIRT1 也是其中一員，它透過調節修復蛋白質的數量來修復細胞核內外 DNA 損傷，從而幫助延長細胞壽命。）SIRT 是 sir-2 同源物的縮寫——一種經過充分研究的蛋白質，已知可以延長酵母細胞的壽命。根據辛克萊的說法，所有哺乳動物的 SIRT 基因（及其蛋白質）都可能是旨在延長壽命以及預防與年齡相關的疾病（如阿爾茨海默病、癌症和代謝紊亂（如糖尿病））的療法的潛在藥物靶點。
辛克萊說：“我認為從藥物開發的角度來看，SIRT3 是下一個最有趣的 sirtuin。” “它確實可以保護細胞，但越來越多的證據表明，它也可能介導運動的好處。”
辛克萊的實驗室現在正在開發他稱之為可能的“超級小鼠”，這種小鼠具有升高的 NAMPT 水平，以觀察它是否比正常小鼠壽命更長且更具抗病性。
西雅圖華盛頓大學的病理學家馬特·凱伯萊恩說，辛克萊的團隊提出了一個有趣的假設，將線粒體與長壽聯絡起來，但這需要在飲食限制的背景下進行更直接的測試。“如果 NAMPT 過表達的小鼠壽命長且具有抗病性，這將為這個想法提供更多支援。”
辛克萊本人渴望看到他的超級小鼠實驗的結果。“根據這隻小鼠的結果，”他說，“我們可能也會將 NAMPT 列入藥物靶點列表。”