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FGF21

FGF21:另一种对抗细胞衰老的斗士?

2025年6月3日

如果您还不了解细胞衰老(细胞老化)的含义,请查看之前的文章。简而言之,细胞衰老正在成为慢性、难以治疗的代谢和健康问题的主要诱因。唯一的区别在于衰老细胞的聚集位置,不再服从中枢指令(例如,增殖或相反,分解)。这些细胞会干扰健康细胞,向其发送误导性信号(SASP),但总体而言,一切似乎仍然像以前一样正常运作。

细胞衰老的一个典型诱因是抗氧化系统无法分解过氧化氢,导致线粒体膜释放信号分子。根据膜的状态,相应的防御机制会被激活——例如,氧化代谢(OxPhos)会停止,由发酵作用取代,发酵产生的过氧化氢较少,不需要氧气。所有这些都发生在氧气仍然充足的环境中,形成假性缺氧。DNA修复和细胞分裂会停止,以阻止受损DNA的复制。

尊敬的教授们仍然在他们的在线讲座中重复脂肪细胞首先增大,然后失去氧气供应。但事实并非如此。HIF1α 的激活必须发生在小细胞中;否则,HIF1α 的失活就不会起作用。 但它确实起作用,它能抑制细胞衰老。 正如以下研究表明,实际上是小脂肪干细胞激活了细胞衰老——这些教授们似乎没有意识到这一点——这也是脂肪组织奇怪行为(即假性缺氧行为)的主要原因。

如果DNA仍然完好无损且修复机制正常运作,细胞就可以通过激活线粒体解偶联(将能量以热量的形式浪费)来保护自身免受过氧化物损伤。这会降低线粒体膜上的电位,从而降低过氧化氢的生成。这种现象有很多可能性,但通常都是由于NADPH分子不足而引起的。NADPH分子对于将GSSG循环转化为GSH(恢复线粒体的抗氧化保护)以及脂肪合成至关重要。触发线粒体解偶联(瘦表型)和衰老(胖表型)之间的界限非常模糊。

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ASC——  脂肪细胞干细胞;  FGF21激活 GLUT1 和 GLUT4 转运蛋白,确保 PPP 通路获得足够的葡萄糖,从而循环利用 NADPH 和抗氧化剂 GSH。这可以抑制细胞衰老,保持脂肪组织健康,脂肪细胞体积小且功能正常。

现在,回到正题。FGF21 分子一直让我感到困惑——我无法将其完全融入到主要关注氧化代谢、假性缺氧和细胞衰老的模型中。直到我发现了此研究,这些现象与激素 FGF21 直接相关并受其影响。事实证明,FGF21 可以将衰老细胞切换回氧化磷酸化状态。FGF21是另一种“青春灵丹”,其功能与我在之前文章中描述的类似——例如乙酸盐或机械应力(超声波)。这种方法很有趣,因为其作用与乙酸盐的作用惊人地相似。很可能是乙酸盐通路的一部分,尽管我还没有证据表明乙酸盐能够激活 FGF21(中链MCT 脂肪可以)。我只知道可以通过抑制 SIRT1 来关闭 FGF21 的作用,就像乙酸盐一样。有趣的是,除了MCT脂肪,FGF21也能被糖、酒精,甚至是轻度氧化的油脂激活 ——尽管我不敢断言这种效果总是积极的。在某些情况下,这些物质确实会导致细胞衰老。

那么,FGF21 是如何做到这一点的呢?其机制与产生 NADPH 供谷胱甘肽 (GSH) 循环利用的途径——PPP 途径直接相关。在此,葡萄糖代谢将 NADP+ 循环转化为 NADPH。因此,细胞溶胶中充足的葡萄糖可确保足够的抗氧化保护。我之前曾阐述过葡萄糖如何在脂肪燃烧过程中保护线粒体。

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脂肪(游离脂肪酸——油酸/棕榈酸)和果糖的结合会导致脂肪堆积,并消耗抗氧化防御能力,造成急性NADPH缺乏。增加葡萄糖(25 mM)可以补充缺失的NADPH,并恢复正常的调节环路功能(抗氧化保护)。

我还发现,果糖会削弱抗氧化防御能力,阻碍NADPH循环(进而阻碍GSH循环),增加氧化应激,促进脂肪储存而非燃烧。通过增加KHK酶活性,果糖抑制去乙酰化酶SIRT2,导致G6PD乙酰化和PPP通路阻断。因此,即使糖能激活FGF21,也只有在NADPH充足且氧化应激不压倒PPP通路的情况下,结果才会积极。

引用的研究直接探讨了内脏脂肪干细胞(位于内脏器官周围)的衰老。我之前提到过,肥胖者的脂肪组织中含有少量衰老细胞,会导致胰岛素抵抗。这项研究揭示了这些衰老细胞是干细胞,其特征是P16、P21和P53的激活。脂肪干细胞无法分化成功能性脂肪细胞,导致现有脂肪细胞肥大——无法形成满足脂肪储存核心需求的新细胞,因此老旧脂肪细胞会不断增大。

FGF21 迫使这些衰老脂肪细胞消耗更多葡萄糖来生成 NADPH,还能激活 GLUT4 转运蛋白,后者参与胰岛素刺激的葡萄糖吸收。这重启了氧化磷酸化,使其分化为成熟的脂肪细胞。

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研究人员在小鼠身上证明,补充少量FGF21可以在脂肪组织大小改变之前(小鼠体重减轻之前)纠正代谢。实验结束时,接受FGF21治疗的小鼠与未接受治疗的小鼠一样胖,但代谢明显改善。脂肪组织恢复活力,开始正常运作,并改善葡萄糖和脂肪的代谢。

加法、数学推理

仔细想想,脂肪组织的活性是由细胞表面决定的,因此随着细胞直径的平方而变化,脂肪细胞的体积随着直径的立方而变化。如果没有新细胞分化,现有细胞就会增加。这会导致有趣的结果。如果细胞直径增加两倍,在细胞数量不变的情况下,表面(即活性)会增加四倍,脂肪组织的重量会增加八倍。到目前为止一切顺利,但可以看出效率(即单位重量脂肪组织的活性)减少了一半。脂肪很多,但身体对脂肪组织的活性已经感到满意。在这种情况下开始减肥会发生什么?一旦我们开始减少脂肪细胞的活性表面,身体就会缺乏这种活性,试图激活新细胞或新组织。衰老的干细胞将无法被激活,因此只会留下新组织,是的,那会是内脏脂肪或器官脂肪。如果再次破坏这种新组织,使其衰老并产生大细胞,就会形成新的组织。

由此可见,像FGF21研究中所做的那样,解决衰老问题也是解决肥胖问题的一种方法,可以减少脂肪组织的体积,同时增加脂肪细胞的数量,在减少脂肪组织体积的同时保持细胞的活性表面。只有这样,才能安全地减肥。

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使用FGF21后,脂肪被转移到新分化的小脂肪细胞中,相同体积的脂肪组织活性表面积显著增加,从而改善代谢。这纯粹是一个几何问题,是表面积与体积比的变化。

参考:

FGF21通过CD90糖基化依赖性葡萄糖内流减轻脂肪干细胞衰老,重塑健康白色脂肪组织

FGF21通过诱导SIRT1-自噬信号通路减轻急性肝损伤

成纤维细胞生长因子 21 (FGF21) 受乙醇强烈诱导,在乙醇相关肝损伤中起保护作用

膳食中链脂肪酸通过激活 CREBH-FGF21 轴减少肝脏脂肪堆积

膳食中度氧化油诱导猪肝脏成纤维细胞生长因子21的表达

膳食糖通过线粒体蛋白的转录和翻译后修饰改变肝脏脂肪酸氧化

大鼠分离脂肪细胞脂肪分解活性在整个生命周期中的变化

脂肪细胞大小:测量方法、病理生理起源及其与代谢失调的关系

https://mct4health.blogspot.com/2025/06/fgf21-another-fighter-against-cellular.html

Edit:2025.07.28

**内容详尽复述**

引言:一种被忽视的长寿激素

一个神秘的、很少被讨论的激素。这不是胰岛素或皮质醇等常见激素,而是一种由身体多种细胞产生,在最近一项大规模研究中被证明具有多种促进长寿作用的激素。

将深入探讨其背后的科学原理,揭示如何通过自然的方式——无需注射、药物甚至补剂——来提升体内的这种激素水平。

第一部分:深入科学——FGF-21及其研究方法

主角登场:FGF-21

这种激素名为FGF-21,即“成纤维细胞生长因子21”(Fibroblast growth factor 21)。

研究设计:基因工程小鼠模型

研究人员为探究FGF-21功能而设计的精巧实验。该实验在小鼠中进行,主要涉及两种基因工程模型:

  1. FGF-21基因敲除小鼠(Knockout)
    • 研究人员通过一种名为“同源重组”的技术,将一个“损坏的”FGF-21基因序列插入到小鼠的DNA中。
    • 这个损坏的基因虽然与正常基因相似,但缺少了能被细胞内“基因读取机器”(RNA聚合酶等)识别的关键部分。
    • 细胞被“欺骗”,用这个损坏的基因替换掉了功能完好的基因,从而使这些小鼠完全丧失了生产FGF-21的能力。
  2. FGF-21诱导性过表达小鼠(Inducible)
    • 这些小鼠被植入了一个额外的FGF-21基因。
    • 这个额外的基因是“可诱导的”,即带有一个特殊的“开关”区域。
    • 只有当小鼠被喂食一种特定的诱导分子(在此研究中是强力霉素 doxycycline)时,这个开关才会被打开,从而启动额外FGF-21基因的表达,使这些小鼠产生超常水平的FGF-21。

理解这些复杂的技术细节,对于理解后续的实验结果至关重要。

实验验证

初步的血液检测证实了实验设计的成功:基因敲除小鼠体内确实检测不到FGF-21,而诱导性过表达小鼠在被诱导后,其FGF-21水平远高于正常的野生型(WT)对照组。

第二部分:FGF-21的惊人效果

核心发现:显著延长寿命

该研究的“主线剧情”——寿命曲线。

结果显示,过表达FGF-21的小鼠(红线)的生存曲线明显高于并向右移动,与对照组(黑线)相比,其寿命延长了约26%

更深层次的益处

仅仅知道FGF-21延长寿命是“无聊的”,更引人入胜的是其背后的机制和带来的其他广泛益处。

  • 改善身体成分
    • FGF-21过表达小鼠的体重在其整个生命周期中都显著低于对照组。
    • 不仅更瘦(体脂更少),而且拥有更多的瘦体重(包括肌肉)。
  • 提高代谢率(吃得更多,体重更轻)
    • 令人惊讶的是,这些更瘦、更长寿的小鼠,其食物摄入量实际上比对照组“更多”。
    • 原因在于其代谢率显著提高,尤其是在夜间活动时段。
  • 保护肝脏
    • 通过显微镜图像可以清晰地看到,对照组小鼠的肝脏充满了脂肪(白色部分),而FGF-21组的肝脏脂肪则显著减少。
    • 血液中的肝酶水平也证实了这一点:FGF-21组的肝酶水平更低,表明肝细胞受损更少。
  • 改善胰岛素敏感性
    • 在口服葡萄糖耐量测试(OGTT)中,FGF-21组小鼠(红线)在摄入糖后,血糖水平能更快地恢复到基线,这表明其胰岛素敏感性更好。

第三部分:揭示FGF-21的核心作用机制

脂肪组织的重塑

研究中最酷的数据之一:内脏脂肪的基因表达热图。

结果显示,FGF-21组(TG)与对照组(WT)在内脏脂肪的基因表达上存在“巨大的”差异。

脂肪细胞的行为改变

为了探究这些基因变化的功能意义,研究人员进行了脂肪分解(lipolysis)实验。

  • 结果发现,在相同的刺激下,FGF-21组的脂肪细胞释放到血液中的脂肪酸(NEFAs)“更少”。
  • 这是一种有益的改变。如果脂肪细胞能更有效地将脂肪“锁在”细胞内部,就能减少脂肪“溢出”到其他器官(如肝脏)中,从而减轻“异位脂肪”的危害。

降低有害分子——神经酰胺(Ceramides)

溢出的脂肪酸在其他器官中,可以被转化为一种名为“神经酰胺”的有害分子。

  • 神经酰胺会干扰细胞信号传导,导致炎症、细胞死亡,直接抑制胰岛素信号通路,从而引发胰岛素抵抗。
  • 研究数据显示,FGF-21显著降低了脂肪组织和血液中多种神经酰胺的水平,有时甚至只有对照组的五分之一。
  • 其机制在于,FGF-21下调了参与神经酰胺生产的关键酶的基因表达。

第四部分:从动物到人类——如何自然提升FGF-21

人类研究的印证

上述研究是在经过基因改造的小鼠中进行的,需要人类数据来佐证。

  • 引用了一项近期的人类研究,该研究通过改变营养,成功地在人体内激发了FGF-21的升高。
  • 更重要的是,这项人类研究不仅观察到了FGF-21的升高,还复现了在小鼠中看到的相同益处,例如,通过“高血糖钳夹”技术(一种更精确的胰岛素敏感性测试),证实了FGF-21水平升高的人群,其胰岛素敏感性确实更好。

核心方法:降低蛋白质摄入

自然提升FGF-21的简单方法:降低蛋白质摄入量

  • 引用的那项人类研究,就是通过将蛋白质摄入量降低到总热量的9%来实现的。
  • 尽管9%的蛋白质比例很低,但只要蛋白质来源优质、完整,仍然能够满足所有必需氨基酸的需求,因此是安全的。

注意事项与局限性

几点重要的警示和需要进一步研究的问题:

  1. 研究对象的局限性:该人类研究的受试者是年轻、健康且不运动的男性。对于高强度运动者,长期采用如此低的蛋白质摄入是否可行,尚不清楚。
  2. 年龄因素:随着年龄增长(进入60岁及以后),人体的蛋白质需求会增加。此时降低蛋白质摄入可能弊大于利。
    • 即使在主要讨论的小鼠研究中也发现,老年小鼠虽然也能从FGF-21中获得胰岛素敏感性的益处,但其代谢率的提升效果却远不如年轻小鼠。
  3. 需要更多研究:需要更多针对老年人群的长期研究,来权衡低蛋白饮食的益处(提升FGF-21)与潜在的风险(如肌肉流失)。

结论

FGF-21是一种由多种细胞分泌的激素,初步数据显示能延长寿命,改善体重、身体成分和胰岛素敏感性,保护器官免受脂肪堆积。

短期人类研究表明,将蛋白质摄入量降低到总热量的9%,可以刺激FGF-21的分泌。尽管需要更多研究,但这无疑为人们提供了一个无需药物或补剂,即可自然提升这种“长寿激素”的强大策略。

**分析**

核心观点:FGF-21是一种关键的“长寿激素”,可通过降低膳食蛋白质摄入来自然提升,从而改善代谢健康、身体成分并可能延长寿命

核心论点是,通过深入解读一项复杂的基因工程小鼠研究和相关的人类研究,揭示了一种被忽视的激素——FGF-21——在调节代谢和衰老过程中的核心作用。 最引人注目的结论是,一个简单、反直觉的饮食策略——低蛋白饮食——是激活这一强大内源性长寿通路的天然方法。

论证逻辑与说服策略

  1. “揭秘”式的叙事框架:以“有一种你从未听过的神秘激素”作为开场, 整个结构就像一次科学探秘,从介绍主角(FGF-21),到展示其惊人效果,再到揭示其作用机制,最后给出“秘密”的激活方法,层层递进,引人入胜。
  2. 硬核科学的权威性构建:深入讲解了“基因敲除”、“诱导性表达”等复杂的分子生物学技术。这种对“硬核”科学细节的展示,虽然增加了理解门槛(,但极大地增强了内容的专业性和权威性。传达了一个信息:这不是空泛的健康建议,而是基于尖端科学研究的深度解读。
  3. 多维度、系统性的证据呈现:没有孤立地展示某个单一的发现,而是系统地呈现了FGF-21在一系列生理指标上的全面积极影响:寿命、体重、体脂率、瘦体重、食物摄入、代谢率、肝脏健康、胰岛素敏感性、脂肪组织基因表达、神经酰胺水平等。
  4. 从动物到人类的逻辑衔接:认识到动物研究的局限性,主动引入了人类研究来弥合这一差距。他巧妙地将小鼠研究中的发现(如改善胰岛素敏感性)与人类研究中的类似结果进行关联,从而增强了其结论在人类身上的适用性和可信度。
  5. 反直觉的颠覆性结论:最终结论——“降低蛋白质摄入”——与当前主流健身和健康领域普遍强调的“高蛋白”观念完全相反。这种颠覆性极大地增强了视频的冲击力和传播价值。挑战了观众的既有认知,并提供了一个全新的、看似简单易行的健康干预思路。

科学严谨性与潜在争议

  1. 对FGF-21研究的准确解读:对所引用研究的解读是基本准确的。FGF-21确实是当前衰老和代谢领域的研究热点,其在动物模型中显示出的多种益处,以及与低蛋白饮食(特别是限制蛋氨酸等特定氨基酸)之间的关系,都是有坚实科学文献支持的。
  2. 对低蛋白饮食的审慎态度:他在提出“低蛋白”这一颠覆性建议时,保持了相当的科学审慎。他明确指出了现有研究的局限性(受试者为年轻、不运动的男性),主动提出了该策略在高强度运动者老年人群中的潜在风险(如肌肉流失)。这种对适用边界和潜在风险的探讨,体现了负责任的科学传播态度。
  3. 潜在的过度简化与未提及的复杂性
    • 蛋白质质量 vs. 数量:虽然提到了“假设是优质完整蛋白”,但对蛋白质“质量”(即氨基酸组成)和“数量”的区分探讨不足。
    • 热量限制的混杂效应:在许多饮食干预研究中,低蛋白饮食往往伴随着总热量的自然下降,很难完全剥离出是“低蛋白”还是“低热量”在起作用。
    • FGF-21抵抗:在某些病理状态(如肥胖和非酒精性脂肪肝)下,人体可能出现“FGF-21抵抗”,即尽管血液中FGF-21水平很高,但其靶组织却无法正常响应。视频未提及这一复杂情况。

The Most Potent Longevity Hormone you’ve Never Heard - and How to Activate it, Naturally (epoIUTR3ddA)

Edit:2025.10.19

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