线粒体最为人熟知的功能是在细胞内产生能量，但科学家们日益认识到，它们还会释放影响新陈代谢、炎症、应激反应和衰老的化学信号。
研究人员发现，最严格遵循地中海饮食的老年人，其血液中两种名为人类素和 SHMOOSE 的线粒体微蛋白水平更高。这两种微蛋白此前已被证实具有预防心血管疾病和神经退行性病变的作用，神经退行性病变是指在阿尔茨海默病等疾病中观察到的神经细胞功能的逐渐丧失。
该研究由南加州大学伦纳德·戴维斯老年学学院的教学副教授 Roberto Vicinanza 领导。
“这些微蛋白可能充当分子信使，将我们的饮食转化为细胞功能和衰老的方式，”Vicinanza 说，“这是一条新的生物学途径，有助于解释为什么地中海饮食如此强大。”
地中海饮食如何影响衰老
地中海饮食强调食用橄榄油、鱼类、豆类、水果、蔬菜、全谷物和其他最低限度加工的食品。该饮食通常限制精制碳水化合物、深加工产品以及高添加糖食品的摄入。
数十年的研究表明，这种饮食模式与较低的心血管疾病、2型糖尿病、认知能力下降和过早死亡风险相关。然而，科学家们仍在努力确定可能产生这些益处的细胞过程。
在这项新研究中，研究团队检测了不同程度遵循地中海饮食的老年人的血液样本。依从性最强的参与者体内人类素和 SHMOOSE 的浓度显著更高。
他们体内的氧化应激指标也较低。氧化应激是一种细胞损伤形式，当被称为活性氧的不稳定分子压倒人体的保护系统时就会发生。持续的氧化应激会损伤蛋白质、脂肪和 DNA，并与衰老及多种慢性疾病有关。
橄榄油、鱼类和豆类显示出密切关联
研究结果表明，地中海饮食的各个组成部分可能对线粒体健康产生不同的影响。
较高的橄榄油、鱼类和豆类摄入量与人类素水平升高有关。橄榄油和较低的精制碳水化合物摄入量则与较高的 SHMOOSE 水平相关。
精制碳水化合物包括白面包、糕点和许多含糖产品，这些食品去除了大部分天然纤维和营养成分。它们消化速度快，可能导致血糖急剧升高。
“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·戴维斯学院院长兼南加州大学杰出教授 Pinchas Cohen 说，“人类素和 SHMOOSE 可以作为地中海饮食依从性的生物标志物，并具有临床意义。”
生物标志物是一种可测量的生物学特征，可提供有关健康、疾病或身体对某种行为或治疗反应的信息。在这种情况下，这两种微蛋白可能有助于研究人员测量一个人的身体对地中海饮食模式的反应强度。
隐藏在线粒体 DNA 中的微小蛋白质
该研究建立在 Cohen 领导的 20 多年研究基础之上，他是线粒体产生肽段这一发现的先驱之一。
人们最熟悉的人类蛋白质是根据细胞核内 DNA 包含的指令合成的。然而，线粒体携带少量自身的遗传物质，这些物质独立于核 DNA 遗传。
人类素和 SHMOOSE 源自线粒体基因组中被称为小开放阅读框的短片段。这些区域曾经被认为几乎没有功能或完全没有功能，但研究人员现在知道，其中一些区域能产生具有生物活性的微蛋白。
人类素是研究最广泛的此类分子之一。Cohen 及其同事于 2003 年首次发现了它。随后的研究将其与改善胰岛素敏感性、心血管保护、延长寿命以及认知功能的保留联系起来。
Cohen 的实验室后来发现了 SHMOOSE（丝氨酸 tRNA 上游小人类线粒体开放阅读框，Small Human Mitochondrial ORF Over SErine tRNA），该蛋白与大脑健康有关。SHMOOSE 的一种基因变异体与较高的阿尔茨海默病风险相关，而其正常形式似乎有助于保护神经元免受淀粉样蛋白相关的损伤。
淀粉样蛋白是一种可在大脑中异常积累并形成斑块的蛋白质，是与阿尔茨海默病相关的主要生物学特征之一。
“这些肽段正在成为衰老生物学的关键调节因子，”Cohen 说，“它们将线粒体功能与阿尔茨海默病和心脏病等疾病联系起来，现在可能还与营养联系起来。”
一种可能的心脏保护新形式
研究人员还发现了人类素与 Nox2 之间可能的联系，Nox2 是一种参与产生活性氧的酶。
尽管活性氧在正常细胞信号传导和免疫防御中发挥着有益作用，但过量产生会损伤组织并增加氧化应激。
较高的人类素水平与较低的 Nox2 活性相关。这种关系表明，人类素可能有助于限制氧化损伤，为心脏和血管提供额外的保护。
研究人员提出，地中海饮食可能通过两种互补的方式保护心血管系统。它可能直接减少氧化应激，同时增加有助于抑制有害细胞通路的线粒体微蛋白。
“这可能代表了地中海饮食的一种新的心脏保护机制，”Vicinanza 说。
将地中海饮食推向全球舞台
Vicinanza 还致力于在实验室之外推广地中海饮食，将其作为一种不仅关乎健康，也关乎文化和环境可持续性的模式加以推广。
他与联合国教科文组织地中海饮食标志性社区——意大利波利卡市政府合作，支持在联合国设立“国际地中海饮食日”。
该纪念日将于每年 11 月 16 日举行。其目标是提高全世界对地中海饮食在健康、文化和环境方面重要性的认识。
Vicinanza 表示，这一使命反映了新发现的更广泛意义。
“我们将拥有数百年历史的饮食传统与前沿的分子生物学联系起来，”Vicinanza 说，“这支持了这样一种观点，即几乎不含超加工食品的健康饮食模式反映了人类长期的饮食习惯，并可能创造线粒体——这一古老的细胞器——所适应的环境。”
细胞器是细胞内执行特定工作的特化结构。线粒体被认为是古老的，因为科学家认为它们是从十多亿年前进入早期细胞并建立合作关系的细菌演化而来的。
迈向精准营养的一步
这项研究规模相对较小且属于观察性研究。这意味着它确定了饮食与微蛋白水平之间的关联，但无法证明遵循地中海饮食直接导致了这些生物学变化。
包括体力活动、整体健康状况、药物使用、遗传学和生活方式在内的其他因素也可能影响了研究结果。
尽管存在这些局限性，结果仍指向了一个被称为精准营养的新兴领域。这种方法旨在利用生物学测量数据、遗传学、新陈代谢和其他个人特征，制定比标准营养建议更具个性化的饮食建议。
人类素、SHMOOSE 及相关线粒体微蛋白最终可能帮助科学家确定哪些饮食模式正在特定个体中产生有益的细胞效应。
未来的研究将测试改变一个人的饮食是否能直接提高这些肽段的水平，以及这些增加是否能导致疾病风险的可测量降低。
“我们的目标是从观察关联转向理解因果关系，”Vicinanza 说，“如果我们能利用这些途径，我们或许能够设计出在分子水平上促进健康衰老的营养策略。”
关于这项研究
这项题为“地中海饮食依从性与线粒体微蛋白人类素和 SHMOOSE 相关；人类素-Nox2 相互作用在心脏保护中的潜在作用”的研究于 2026 年 3 月 9 日发表在《营养前沿》杂志上。合著者包括南加州大学伦纳德·戴维斯学院的 Junxiang Wan 和 Kelvin Yen，以及罗马智慧大学的 Vittoria Cammisotto、Francesco Violi 和 Pasquale Pignatelli。
该工作由南加州大学 Daryl 和 Irwin Simon 阿尔茨海默病预防营养研究基金（资助 Vicinanza）、Hanson-Thorell 家族研究奖（资助 Vicinanza）、美国国立卫生研究院拨款 P30AG094848（资助 Cohen）以及 PRIN 2022 拨款 000031_23_PP_PIGNATELLI_PRIN_2022-B53D23021240006（资助 Pignatelli）资助。