科學家們首次證明了果蠅的飲食、晝夜節律、眼睛健康和壽命之間的聯繫。來自巴克研究所的研究人員在2022年6月7日的《自然通訊》上發表文章，他們意外地發現，果蠅的衰老過程跟眼睛存在關聯。
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以前的研究表明，在人類中，眼疾跟健康狀況不佳之間存在着關聯。“我們的研究認為，這不僅僅是相關性：眼睛的功能障礙實際上可以驅動其他組織的問題，”這項研究的論文資深作者、巴克研究所教授Pankaj Kapahi博士說道，“我們現在發現，禁食不僅能改善視力，而且眼睛實際上在影響壽命方面發揮着作用。”他的實驗室多年來已經證明，禁食和熱量限制可以改善身體的許多功能。
論文的第一作者Brian Hodge博士表示：“眼睛本身，至少在果蠅中，可以直接調節壽命的發現對我們來說是一個驚喜。”
Hodge指出，對這種聯繫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，它們已經進化到適應每天的壓力，如由太陽升起和落下引起的光線和溫度變化。這些24小時的振蕩–晝夜節律–影響着複雜的動物行為，如捕食者-獵物互動和睡眠/覺醒周期，直至微調基因轉錄和蛋白質翻譯的分子功能的時間調節。
2016年，Kapahi的實驗室在《Cell Metabolism》上發表了一項研究，其顯示限制飲食的果蠅除了延長壽命外其晝夜節律也有明顯變化。當Hodge在那年晚些時候加入實驗室時，他想更深入地挖掘以弄清哪些增強晝夜節律功能的過程因飲食變化而改變以及晝夜節律過程是否是限制飲食所看到的延長壽命所需要的。
“果蠅的壽命很短，這使它成為一個非常漂亮的模型，使我們能一次篩選出很多東西，”Hodge說道。目前他是南舊金山Fountain Therapeutics公司的科學家。這項研究從一項廣泛的調查開始，以了解當無限制飲食的蒼蠅跟只餵食無限制飲食中10%的蛋白質的蒼蠅進行比較時哪些基因會以晝夜節律的方式擺動。
Hodge立即注意到許多基因既對飲食有反應，並且在不同的時間點表現出起伏或者說是“有節奏的”。他隨後發現，在限制飲食的情況下被激活最多的節律性基因似乎都來自眼睛，特別是來自光感受器，即眼睛視網膜中對光有反應的專門神經元。
這一發現帶來了一系列的實驗，旨在了解眼睛的功能如何跟飲食限制如何延長壽命的故事相適應。如他們設立的實驗顯示，將蒼蠅保持在持續的黑暗中會延長其壽命。“這對我們來說似乎非常奇怪，”Hodge說道，“我們曾認為蒼蠅需要照明線索是有節奏的，或者說是晝夜節律的。”
然後他們用生物信息學來解答。眼睛里的基因也是有節律的，並且對飲食限制有反應，那麼這些基因是否會影響壽命？–答案是肯定的，它們確實會影響。
“我們總是認為眼睛是為我們服務的東西，提供視覺。我們不認為它是必須被保護以保護整個機體的東西，”Kapahi說道。
他指出，由於眼睛暴露在外部世界，那裡的免疫防禦系統非常活躍，這可能會導致炎症，而炎症如果長期存在，則會導致或加重各種常見的慢性疾病。此外，光線本身可以導致光感受器退化，而光感受器退化可以引起炎症。
“盯着電腦和手機屏幕並在夜間暴露在光污染中，這些情況對晝夜節律鍾非常不安，”Kapahi說道，“它擾亂了對眼睛的保護，這可能產生的後果不僅僅是視力，還可能損害身體的其他部分和大”
關於眼睛在生物體的整體健康和壽命中所扮演的角色還有很多東西需要了解，包括眼睛是如何調節壽命的、同樣的效果是否適用於其他生物體等等。
這項工作提出的可能適用於人類的最大問題是，簡單地說，哺乳動物的光感受器是否影響壽命？Hodge指出，雖然可能不會像果蠅那樣多，但果蠅的大部分能量都用於眼睛。由於光感受器只是專門的神經元，“我認為更有力的聯繫是晝夜節律功能在一般神經元中發揮的作用，特別是在飲食限制方面，以及如何利用這些來維持整個衰老過程中的神經元功能，”Hodge說道。
另外，Hodge表示，一旦研究人員了解了這些過程是如何工作的，他們就可以開始針對分子鐘來減速衰老。此外，他還補充稱，可能人類可以通過激活我們眼睛內的時鐘來幫助維持視力。“這可能是通過飲食、藥物、生活方式的改變……很多真正有趣的研究擺在面前。”