南加州大学伦纳德·戴维斯老年学学院的研究人员发现，更严格遵循地中海饮食的人体内两种名为 humanin 和 SHMOOSE 的线粒体微蛋白水平更高。此前已有研究表明，这两种微蛋白与预防心血管疾病和神经退行性变（即阿尔茨海默病等疾病中神经细胞的逐渐退化）有关。
这项由南加州大学伦纳德·戴维斯老年学学院教学副教授罗伯托·维钦扎（Roberto Vicinanza）领导的研究，为日常饮食选择如何影响细胞健康和衰老过程提供了一种可能的解释。
“这些微蛋白可能充当分子信使，将我们所吃的食物转化为细胞运作和衰老的方式，”维钦扎说，“这是一条新的生物学通路，有助于解释为什么地中海饮食如此有效。”
地中海饮食如何保护衰老中的细胞
地中海饮食强调橄榄油、鱼类、豆类、小扁豆、水果和蔬菜等食物。它一直与较低的心脏病、2型糖尿病和认知衰退风险相关。然而，科学家们仍在努力弄清这种饮食模式究竟如何产生其广泛的健康益处。
为了进行研究，研究人员检测了不同程度遵循地中海饮食的老年人的血液样本。那些饮食习惯与该饮食模式最为接近的人，体内的 humanin 和 SHMOOSE 浓度显著更高。
他们还表现出较低的氧化应激指标。氧化应激是指称为活性氧的有害分子压倒人体保护性防御的过程。随着时间推移，氧化应激会损伤蛋白质、DNA 和其他细胞成分，从而加速衰老并引发慢性疾病。
有趣的是，研究人员发现某些食物与不同的微蛋白相关。橄榄油、鱼类和豆类摄入量较高与 humanin 水平升高有关。同时，食用橄榄油以及较少摄入精制碳水化合物则与 SHMOOSE 水平较高相关。
精制碳水化合物包括由深度加工谷物和糖制成的食物，如白面包、糕点和许多含糖零食。这些食物通常比加工程度较低的同 类食物含有更少的膳食纤维和天然营养素。
“这些发现表明，地中海饮食的特定成分可能直接影响线粒体生物学，”该研究的资深作者、南加州大学伦纳德·戴维斯老年学学院院长兼南加州大学杰出教授平卡斯·科恩（Pinchas Cohen）说，“Humanin 和 SHMOOSE 可以作为遵循地中海饮食的生物标志物，并具有临床意义。”
生物标志物是可测量的生物学指标，能够提供有关一个人健康或生理状态的信息。在本研究中，研究人员认为 humanin 和 SHMOOSE 最终可能帮助科学家了解一个人的饮食与健康饮食模式的契合程度，以及其细胞如何作出反应。
具有强大功效的微小线粒体蛋白
这些发现延续了长达20多年对线粒体产生的小蛋白的研究。科恩在发现和研究这些分子方面发挥了主导作用，这些分子日益被认为是细胞健康的重要参与者。
线粒体常被描述为细胞的能量工厂，因为它们产生基本生命活动所需的大部分能量。但它们的作用不仅限于能量生产，还帮助调节新陈代谢、细胞应激反应以及与衰老相关的过程。
与大多数利用细胞核内 DNA 中储存的指令合成的蛋白质不同，线粒体微蛋白源自线粒体自身的遗传指令。
这些指令存在于线粒体 DNA 中被称为开放阅读框的小片段中。其中一些区域曾被认为没有功能，但研究人员发现它们能够编码具有生物活性的分子。
其中研究得最透彻的是 humanin，由科恩及其同事于2003年首次发现。后续研究表明，humanin 与改善胰岛素敏感性、更好的心血管健康、延长寿命以及保护认知能力有关。
胰岛素敏感性是指人体细胞对胰岛素（帮助调节血糖的激素）作出反应的有效程度。维持健康的胰岛素敏感性对于代谢健康和降低2型糖尿病风险十分重要。
另一种引人关注的微蛋白是 SHMOOSE（Small Human Mitochondrial ORF Over SErine tRNA，丝氨酸tRNA上的小人类线粒体开放阅读框），由科恩的研究团队较新发现。
SHMOOSE 因其在保护大脑方面的潜在作用而备受关注。科学家发现，SHMOOSE 的一种基因变异与阿尔茨海默病风险升高相关。而其正常版本似乎有助于保护神经元免受涉及淀粉样蛋白的损伤。淀粉样蛋白是一种在阿尔茨海默病患者大脑中可能异常积累的蛋白质。
“这些肽正在成为衰老生物学的关键调节因子，”科恩说，“它们将线粒体功能与阿尔茨海默病、心脏病等疾病联系起来，如今还可能与营养相关联。”
保护心脏的隐秘机制
科学家们还发现了 humanin 与一种名为 Nox2 的酶之间可能存在的重要联系，该酶参与产生活性氧。
虽然这些分子在正常细胞信号传导和免疫防御中具有有益作用，但过度产生会导致氧化应激，并损伤血管和其他组织。
研究人员观察到，humanin 水平较高的人往往 Nox2 活性较低。这种关系提出了这样一种可能性：humanin 有助于限制破坏性的氧化过程，从而可能为心血管提供额外一层的保护。
基于这些发现，研究人员提出，地中海饮食可能通过两种相辅相成的方式支持心脏健康：该饮食可以直接帮助减少氧化应激，同时促进影响细胞损伤相关通路的线粒体微蛋白的生成。
然而，观察到的这些关联性并不能证明该饮食会直接增加这些蛋白质，也不能证明这些蛋白质本身能预防心血管疾病。
“这可能代表了地中海饮食的一种新的心脏保护机制，”维钦扎说。
将地中海饮食推向全球
维钦扎对地中海饮食的兴趣不仅限于研究其对人体内部的影响。他还致力于在国际上推广这一传统饮食模式，以此支持人类健康、文化遗产和环境可持续性。
作为这些努力的一部分，他与被认定为联合国教科文组织地中海饮食标志性社区的意大利波利卡市政府开展了合作。
这项合作促成了通过联合国设立“地中海饮食国际日”。
这一国际性活动于每年11月16日举行，旨在引起人们对地中海饮食健康益处及其文化传统和环境意义的关注。
对维钦扎而言，新发现强化了传统饮食实践与有关人体功能的现代发现之间的关系。
“我们正在将延续数百年的饮食传统与前沿分子生物学联系起来，”维钦扎说，“这支持了这样一种观点：几乎不含超加工食品的健康饮食模式反映了人类长期以来的饮食方式，并可能创造线粒体——这类古老的细胞器——所适应的条件。”
微小蛋白能否帮助实现更健康的衰老？
尽管这些发现令人鼓舞，但研究人员强调，该研究规模相对较小且属于观察性研究。这意味着它识别出了饮食习惯与生物学测量指标之间的关系，但无法确定食用地中海饮食是否直接导致了微蛋白水平的差异。
其他因素，包括参与者的整体健康状况和生活方式，也可能影响结果。
尽管如此，这一发现为新兴的精准营养学领域开启了引人入胜的可能性。精准营养学旨在根据个人的生物学特征和需求制定饮食建议。
如果未来的研究证实饮食改变能够可靠地影响 humanin、SHMOOSE 及相关微蛋白，这些分子就有可能成为评估营养干预措施的有用工具，并有助于制定更加个性化的健康衰老策略。
下一步是确定采用地中海式饮食是否真的会增加这些蛋白质，以及这些变化是否会在心血管健康、大脑功能或疾病风险方面带来可测量的改善。
“我们的目标是超越观察到的关联性，进而理解因果关系，”维钦扎说，“如果我们能够利用这些通路，我们或许能够设计出在分子层面促进健康衰老的营养策略。”
这项工作由南加州大学 Daryl and Irwin Simon 阿尔茨海默病预防营养研究基金（资助维钦扎）、Hanson-Thorell 家族研究奖（资助维钦扎）、美国国立卫生研究院资助 P30AG094848（资助科恩）以及 PRIN 2022 资助 000031_23_PP_PIGNATELLI_PRIN_2022-B53D23021240006（资助皮尼亚泰利）提供支持。