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カロリー制限への代謝適応

Metabolic adaptation to calorie restriction

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Sci. Signal. 08 Sep 2020:
Vol. 13, Issue 648, eabb2490
DOI: 10.1126/scisignal.abb2490

Carlos Guijas1,*,†, J. Rafael Montenegro-Burke1,*, Rigo Cintron-Colon2,*, Xavier Domingo-Almenara1, Manuel Sanchez-Alavez2, Carlos A. Aguirre2, Kokila Shankar2, Erica L.-W. Majumder1, Elizabeth Billings1, Bruno Conti2,3,†, and Gary Siuzdak1,4,†

  1. 1 Scripps Center for Metabolomics, The Scripps Research Institute, 10550 North Torrey Pines Road, La Jolla, CA 92037, USA.
  2. 2 Department of Molecular Medicine, The Scripps Research Institute, 10550 North Torrey Pines Road, La Jolla, CA 92037, USA.
  3. 3 Department of Neuroscience and Dorris Neuroscience Center, The Scripps Research Institute, 10550 North Torrey Pines Road, La Jolla, CA 92037, USA.
  4. 4 Departments of Chemistry, Molecular, and Computational Biology, The Scripps Research Institute, 10550 North Torrey Pines Road, La Jolla, CA 92037, USA.

† Corresponding author. Email: siuzdak@scripps.edu (G.S.); bconti@scripps.edu (B.C.); carlos.guijas@gmail.com (C.G.)

* These authors contributed equally to this work.

要約

カロリー制限(CR)は、健康スパン(生物が健康を維持する時間の長さ)を向上させ、種を越えて寿命を延ばす。マウスでは、これらの有益な効果は、部分的にはCR時に発生する中核体温の低下によって媒介される。逆に、健康スパンに及ぼすCRの好ましい効果は、周囲温度を低体温が鈍化する状態である熱的中性(30℃)に上げることによって緩和される。本研究では、22℃(標準飼育温度)または30℃で飼育されたマウスのCRに対する全身的な代謝応答を比較し、CRによって引き起こされる全身または視床下部の代謝変動のそれぞれ39と78%を熱的中性が回復させたことを示した。全身的な変化には、CR時の燃料利用とエネルギー消費を制御する経路が含まれていた。これらのメタボロミクス結果の認知計算機支援分析は、CRに対する低体温応答を調節する潜在的な活性代謝物の優先順位付けに役立った。最後に、シトルリン-NO経路を介して生成された一酸化窒素(NO)がCR誘発低体温を促進し、外因的に視床下部に注入されたときロイシンエンケファリンが中核体温を直接制御することを薬理学的手法で示した。熱的中性はCRにより強化された健康スパンを打ち消すため、熱的中性によって変化した複数の代謝物と経路は、CR関連効果を模倣するための標的を表す可能性がある。

Citation: C. Guijas, J.R. Montenegro-Burke, R. Cintron-Colon, X. Domingo-Almenara, M. Sanchez-Alavez, C. A. Aguirre, K. Shankar, E. L.-W. Majumder, E. Billings, B. Conti, G. Siuzdak, Metabolic adaptation to calorie restriction. Sci. Signal. 13, eabb2490 (2020).

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