科学家在70年前发现，从食物中摄取的热量低于其实际能量需求的大鼠比始终自由取食的大鼠寿命长。这种热量限制（CR）效应引发了广泛的研究兴趣，随后的研究证明该效应在其他物种如线虫、果蝇和小鼠中也存在。
20世纪90年代，研究人员开始对非人类的灵长类进行热量限制实验，目前实验仍在进行中。从长远来看，这一系列研究的最终目标是确认热量限制是否能延长人类的寿命。英国阿伯丁大学的John Speakman和Catherine Hambly于2007年在《营养学杂志》上发表研究论文探讨来自动物的实验结果是否适用于人类以及该方法是否具有可行性。如果该效应在人类身上得到确证，那么开发具有类似热量限制作用的新药物也将成为可能。
鉴于热量限制能够延长寿命已经在多个物种中得到证实，这将促使研究人员倾注大量的科研投入来研究其作用机理。目前已经清楚的是在小型啮齿动物中，热量限制主要是通过降低癌症的发生来延长寿命。这一点对实验室饲养的啮齿动物非常重要，因为癌症是导致其死亡的主要原因。
然而，热量限制并不能抑制所有的癌症。限制饮食能影响大多数癌症，而不是所有的癌症，其原因目前尚不清楚。来自美国麻省剑桥Whitehead生物医学研究所的Nada Kalaany和David Sabatini发表在4月9日出版的《自然》杂志上的突破性发现将有助于加深对这一问题的理解和认识。他们将几种不同的肿瘤植入小鼠体内，然后观察在热量限制的条件下哪些肿瘤生长哪些不生长，他们发现生长的肿瘤中负责编码磷脂酰肌醇三羟基激酶（PI3K）的基因发生了突变。PI3K是细胞内胰岛素信号转导通路的一部分，胰腺分泌的胰岛素与细胞表面的相应受体结合，继而引发一系列级联反应，最终作用到细胞核，进而激活或者抑制某些基因的表达。热量限制导致胰岛素水平显著降低，这有可能引起上述信号通路被抑制，增加细胞进入程序性死亡的可能性，从而抑制肿瘤的生长。但在一些突变的肿瘤中尽管胰岛素水平很低，PI3K依然保持活性，这些肿瘤在热量限制情况下仍然会生长。
最让人感兴趣的是，他们同时发现，改变某一肿瘤的PI3K状态能将其从对食物限制不敏感改变为对食物限制敏感。这一新发现为了解癌症的发病机理和治疗提供了信息：一方面，热量限制有可能作为一种有效方法应用于某些癌症的临床治疗；另一方面，适用于热量限制治疗的癌症可以通过测定PI3K信号通路的突变状态来鉴定。(生物谷Bioon.com)
生物谷推荐原始出处：
Nature 458, 725-731 (9 April 2009) | doi:10.1038/nature07782
Tumours with PI3K activation are resistant to dietary restriction
Nada Y. Kalaany1,2,3 & David M. Sabatini1,2,3,4
Dietary restriction delays the incidence and decreases the growth of various types of tumours, but the mechanisms underlying the sensitivity of tumours to food restriction remain unknown. Here we show that certain human cancer cell lines, when grown as tumour xenografts in mice, are highly sensitive to the anti-growth effects of dietary restriction, whereas others are resistant. Cancer cells that form dietary-restriction-resistant tumours carry mutations that cause constitutive activation of the phosphatidylinositol-3-kinase (PI3K) pathway and in culture proliferate in the absence of insulin or insulin-like growth factor 1. Substitution of an activated mutant allele of PI3K with wild-type PI3K in otherwise isogenic cancer cells, or the restoration of PTEN expression in a PTEN-null cancer cell line, is sufficient to convert a dietary-restriction-resistant tumour into one that is dietary-restriction-sensitive. Dietary restriction does not affect a PTEN-null mouse model of prostate cancer, but it significantly decreases tumour burden in a mouse model of lung cancer lacking constitutive PI3K signalling. Thus, the PI3K pathway is an important determinant of the sensitivity of tumours to dietary restriction, and activating mutations in the pathway may influence the response of cancers to dietary restriction-mimetic therapies.
1 Whitehead Institute for Biomedical Research, Nine Cambridge Center, Cambridge, Massachusetts 02142, USA
2 Howard Hughes Medical Institute, Department of Biology, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts 02139, USA
3 Koch Institute for Integrative Cancer Research at MIT, 77 Massachusetts Avenue, Cambridge, Massachusetts 02139, USA
4 Broad Institute, Seven Cambridge Center, Cambridge, Massachusetts 02142, USA
