热量限制是唯一最明确能延长寿命提高健康的干预因素，但是对热量限制的效应基础一直并不非常清楚，最近有哈佛公共卫生学院学者发现，热量限制产生效应的基础可能与促进硫化氢的产生关系密切，硫化氢是一种剧毒气体，但也是重要的气体信号分子，体内拥有产生硫化氢的多种酶，在某些生理和病理条件下，硫化氢的产生会发生改变，并发挥各种生理和病理生理学效应。研究使用小鼠热量限制模型发现限制含硫氨基酸（甲硫氨酸和半胱氨酸）的摄取可以产生热量限制的类似效应，这一效应和转硫作用通路限速酶胱硫醚γ-裂解酶被激活有关，这一通路能导致硫化氢的产生增加，能诱导动物耐受肝脏缺血再灌注损伤。补充含硫氨基酸、激活mTORC1或抑制胱硫醚γ-裂解酶都可以降低硫化氢水平，阻断热量限制诱导的保护效应。体外细胞学研究发现，线粒体蛋白线粒体琥珀酸脱氢酶是营养和低氧诱导的硫化氢介导保护效应的基础，热量限制诱导寿命延长在酵母、蠕虫、果蝇和啮齿类动物过程中，均发现转硫作用依赖的硫化氢产生增加。这些研究说明，硫化氢产生是热量限制产生生物学效应的基础，研究具有广泛的应用潜力。项研究在线发表在12月23日《细胞》杂志上。

硫化氢是一种剧毒气体，低水平存在于天然硫磺泉中，长期依赖人们认为这种低水平硫化氢对健康有利，一些腐烂或腌制食品如臭鸡蛋中含有丰富的硫化氢，这也可能是这类食物对健康有利的原因。虽然关于硫化氢的生物学效应研究已经是生物医学领域的热点，但是这是第一次获得热量限制的生物学效应与硫化氢的关系的证据。

论文作者遗传学和复杂疾病副教授James Mitchell说，研究表明，硫化氢也是热量限制在动物和低等生物效应的关键分子，虽然还需要继续深入研究其分子机理，但这一研究已经开辟了热量限制和硫化氢研究的一个新方向，给一些衰老性疾病的治疗带来了新思路。热量限制是通过减少食物摄入量或减少主要营养物例如蛋白质摄入量，来达到提高健康的一种手段。过去一直认为，热量限制是一种不利刺激，会导致机体发生中度氧化应激，这种适当氧化应激诱导了体内抗氧化系统，抗氧化能力的提高是热量限制效果的重要基础。

遗传学和复杂疾病系研究人员Christopher Hine等的这一研究发现，热量限制1周就可以提高抗氧化能力，保护小鼠免受肝脏缺血再灌注损伤，奇怪的是，即使关闭抗氧化系统，这种保护效应依然存在，这说明这种保护作用并不依赖于抗氧化效应。如果将硫化氢产生的通路阻断，这种保护效应就会消失，这说明热量限制诱导肝脏缺血再灌注保护效用是通过诱导硫化氢产生的。如果限制甲硫氨酸和半胱氨酸的摄取也可以产生同样的效应，在食品中补充这些氨基酸，热量限制产生的效应消失，同时硫化氢的水平也不再增加。

研究还发现，参与H2S生成的基因也是酵母、线虫和果蝇等其他生物热量限制生物效应产生的必要条件。

一氧化氮、一氧化碳和硫化氢被誉为生物气体信号分子的三剑客，其中关于一氧化氮的研究最为著名，因为1998年三位研究一氧化氮生物学效应的科学家获得了诺贝尔生理医学奖。他们发现了一氧化氮是心血管调节血压和血流的信号分子，并奠定了一个全新概念的生物系统信信号模式。其实在研究一氧化氮以后，一氧化碳和硫化氢也先后被证明属于气体信号分子。利用这些气体为基础的药物开发也成为重要手段。但是硫化氢的毒性太大，其治疗剂量和生理浓度非常接近，这是制约这种分子作为药物靶标的重要问题。关于硫化氢，曾经有人发现可以诱导动物休眠，不过这种很容易致命的剧毒气体居然被发现是诱导长寿的分子基础，仍然让人有一些意外。

一种要命的气体也是长寿的分子基础，不过生命本来就是充满矛盾的复杂系统。氧气是生命不可缺少的气体，过量也可以中毒导致死亡。二氧化碳是代谢废物，过多可以中毒，但是体内浓度一旦降低就会强烈抑制呼吸，这正是高原病的重要基础。

原文检索：

ChristopherHine, Eylul Harputlugil, Yue Zhang, Christoph Ruckenstuhl, Byung Cheon Lee,Lear Brace, Alban Longchamp,Jose H. Treviño-Villarreal, Pedro Mejia, C. KeithOzaki, Rui Wang, Vadim N. Gladyshev, Frank Madeo, William B. Mair, James R.Mitchell. Endogenous Hydrogen Sulfide Production Is Essential for DietaryRestriction Benefits. Cell, December 23, 2014; DOI: 10.1016/j.cell.2014.11.048

参考文献:

Calorie restriction and methionine restriction in control of endogenous hydrogen.pdf