Metformin is a drug commonly prescribed to treat patients with type 2 diabetes. Here we show that long-term treatment with metformin (0.1% w/w in diet) starting at middle age extends healthspan and lifespan in male mice, while a higher dose (1% w/w) was toxic. Treatment with metformin mimics some of the benefits of calorie restriction, such as improved physical performance, increased insulin sensitivity, and reduced low-density lipoprotein and cholesterol levels without a decrease in caloric intake. At a molecular level, metformin increases AMP-activated protein kinase activity and increases antioxidant protection, resulting in reductions in both oxidative damage accumulation and chronic inflammation. Our results indicate that these actions may contribute to the beneficial effects of metformin on healthspan and lifespan. These findings are in agreement with current epidemiological data and raise the possibility of metformin-based interventions to promote healthy aging.

Glucagon-like peptide-1 (GLP-1), released from gut endocrine L cells in response to glucose, regulates appetite, insulin secretion, and gut motility. How glucose given orally, but not systemically, induces GLP-1 secretion is unknown. We show that human duodenal L cells express sweet taste receptors, the taste G protein gustducin, and several other taste transduction elements. Mouse intestinal L cells also express α-gustducin. Ingestion of glucose by α-gustducin null mice revealed deficiencies in secretion of GLP-1 and the regulation of plasma insulin and glucose. Isolated small bowel and intestinal villi from α-gustducin null mice showed markedly defective GLP-1 secretion in response to glucose. The human L cell line NCI-H716 expresses α-gustducin, taste receptors, and several other taste signaling elements. GLP-1 release from NCI-H716 cells was promoted by sugars and the noncaloric sweetener sucralose, and blocked by the sweet receptor antagonist lactisole or siRNA for α-gustducin. We conclude that L cells of the gut “taste” glucose through the same mechanisms used by taste cells of the tongue. Modulating GLP-1 secretion in gut “taste cells” may provide an important treatment for obesity, diabetes and abnormal gut motility.

Summary

 Calorie restriction (CR) is the most robust non-genetic intervention to delay aging. However, there are a number of emerging experimental variables that alter CR responses. We investigated the role of sex, strain, and level of CR on health and survival in mice. CR did not always correlate with lifespan extension, although it consistently improved health across strains and sexes. Transcriptional and metabolomics changes driven by CR in liver indicated anaplerotic filling of the Krebs cycle together with fatty acid fueling of mitochondria. CR prevented age-associated decline in the liver proteostasis network while increasing mitochondrial number, preserving mitochondrial ultrastructure and function with age. Abrogation of mitochondrial function negated life-prolonging effects of CR in yeast and worms. Our data illustrate the complexity of CR in the context of aging, with a clear separation of outcomes related to health and survival, highlighting complexities of translation of CR into human interventions.

The prevention or delay of the onset of age-related diseases prolongs survival and improves quality of life while reducing the burden on the health care system. Activation of sirtuin 1 (SIRT1), an NAD(+)-dependent deacetylase, improves metabolism and confers protection against physiological and cognitive disturbances in old age. SRT1720 is a specific SIRT1 activator that has health and lifespan benefits in adult mice fed a high-fat diet. We found extension in lifespan, delayed onset of age-related metabolic diseases, and improved general health in mice fed a standard diet after SRT1720 supplementation. Inhibition of proinflammatory gene expression in both liver and muscle of SRT1720-treated animals was noted. SRT1720 lowered the phosphorylation of NF-κB pathway regulators in vitro only when SIRT1 was functionally present. Combined with our previous work, the current study further supports the beneficial effects of SRT1720 on health across the lifespan in mice.

Increased expression of SIRT1 extends the lifespan of lower organisms and delays the onset of age-related diseases in mammals. Here, we show that SRT2104, a synthetic small molecule activator of SIRT1, extends both mean and maximal lifespan of mice fed a standard diet. This is accompanied by improvements in health, including enhanced motor coordination, performance, bone mineral density, and insulin sensitivity associated with higher mitochondrial content and decreased inflammation. Short-term SRT2104 treatment preserves bone and muscle mass in an experimental model of atrophy. These results demonstrate it is possible to design a small molecule that can slow aging and delay multiple age-related diseases in mammals, supporting the therapeutic potential of SIRT1 activators in humans.

Cytochrome b5 reductases (CYB5R) are required for the elongation and desaturation of fatty acids, cholesterol synthesis and mono-oxygenation of cytochrome P450 enzymes, all of which are associated with protection against metabolic disorders. However, the physiological role of CYB5R in the context of metabolism, healthspan and aging remains ill-defined. We generated CYB5R-overexpressing flies (CYB5R-OE) and created a transgenic mouse line overexpressing CYB5R3 (CYB5R3-Tg) in the C57BL/6J background to investigate the function of this class of enzymes as regulators of metabolism and age-associated pathologies. Gender- and/or stage-specific induction of CYB5R, and pharmacological activation of CYB5R with tetrahydroindenoindole extended fly lifespan. Increased expression of CYB5R3 was associated with significant improvements in several metabolic parameters that resulted in modest lifespan extension in mice. Diethylnitrosamine-induced liver carcinogenesis was reduced in CYB5R3-Tg mice. Accumulation of high levels of long-chain polyunsaturated fatty acids, improvement in mitochondrial function, decrease in oxidative damage and inhibition of chronic pro-inflammatory pathways occurred in the transgenic animals. These results indicate that CYB5R represents a new target in the study of genes that regulate lipid metabolism and healthspan.