几个世纪以来，人们一直在寻找永葆青春的方法，但有希望的结果寥寥无几，极为苛刻的节食计划正是其中之一。最近，一项对秀丽隐杆线虫的研究解释了限制卡路里摄入的神奇之处，提示人们可能通过一条更简单的途径实现长寿。
杜克大学的研究人员发现，限制秀丽隐杆线虫的进食会引发发育停滞：尽管线虫能继续蠕动、觅食，但它的细胞和器官会滞留在一个停止老化的静止状态。当食物供应量恢复后，线虫会正常发育，但寿命可以延长至正常情况下的两倍。这一结果于6月19日被发表在《PLOS Genetics》上。
“低养分的进食可能也会使我们的细胞通过和线虫一样的通路进入了静止状态。”杜克大学生物学副教授大卫·舍伍德（David R. Sherwood）说，“关键就在于找到一种能操纵这一过程的药理学手段，这样我们就能得到抗衰老的功效而不必承受节食的痛苦了。”
在过去的80年里，研究者们已经尝试使大量不同的模式生物节食。他们发现营养剥夺可以延长大鼠、小鼠、酵母、果蝇、蜘蛛、鱼、猴子以及蠕虫的寿命，寿命可能比它们自由进食时长30%到200%。
而在实验室之外的现实世界中，像秀丽隐杆线虫这样的生物可能会经历一阵子食物充足、一阵子闹饥荒的状况，这毫无疑问会影响它们的发育和寿命。舍伍德的同事，医学助理教授赖恩·鲍（Ryan Baugh）发现在无营养物环境下孵化秀丽隐杆线虫虫卵，会完全中断它们的发育。于是他请舍伍德深入探究，限制食物摄入到达饥饿水平时是否会给处于生活史其他阶段的线虫带来相同的影响。
秀丽隐杆线虫。绿色荧光标记的是肌肉细胞，红色荧光标记的是生殖细胞。在饥饿条件下，这些细胞的活动会停滞在一个发育节点，从而延缓衰老。图片来源：today.duke.edu
舍伍德和他的博士后搭档亚当·辛德勒（Adam Schindler）决定关注秀丽隐杆线虫幼虫发育的最后两个阶段。在被称作L3和L4的这两个阶段中，生殖孔等关键组织和器官仍在发育中。在这两个阶段里，线虫的生殖孔从3细胞的斑发育成稍大的22个细胞的球体。研究者发现当他们在L3和L4的不同时间点移走食物，生殖孔发育都会暂停——它会停留在3细胞或22细胞阶段，但不会是中间状态。
随着进一步研究，研究人员发现不仅仅是生殖孔，线虫中所有的组织和细胞都会停留在两个关键节点中的一个。这些节点像是生物发育这条洲际公路上的收费站一样，如果生物营养充足，发育会穿过这一阶段到达下一收费站。而如果没有足够的营养，它就会停留在这一收费站，直到获得足够完成整个余下路程的养分。
“发育并不是一个连续不断、毫无停留的过程。”论文的第一作者辛德勒说，“生物需要掌控周围环境，并判断该环境是否能够承担自己的发育。如果不能，它们就会停下来；如果可以，才继续发育。这些节点似乎是为了让动物做出决定而存在的。这一决定意义重大，因为资源要么分配给发育，要么用于维持生存。”
研究发现秀丽隐杆线虫可以在饥饿状态存活至少两星期，一旦恢复食物供应仍可以正常发育。由于发育的进程在静止阶段是暂停的，而线虫的寿命一般也只有两周，因此饥饿相当于使线虫的生命翻了倍。研究者们现在正在进行一系列遗传学研究，尝试找到另一种方式强迫秀丽隐杆线虫进入这一发育停止的模式。
“这一研究不仅仅对长寿有意义，对癌症同样有意义。”舍伍德说，“癌症最大的秘密之一就是癌细胞如何很快转移，然后进入长达数年的潜伏期，直到被再次唤醒。我猜想线虫中那条控制细胞沉睡和唤醒的通路，在人类癌转移中的通路可能是相同的。”
信息来源：Strict diet suspends development, doubles lifespan of worms. EurekAlert
文章题图： today.duke.edu