3月19日，中國(guó)科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心（生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所）研究員沈義棟研究組的最新研究成果以The decrease of intraflagellar transport impairs sensory perception and metabolism in ageing為題，在線發(fā)表在Nature Communications上。該研究使用秀麗隱桿線蟲（C. elegans，以下簡(jiǎn)稱為線蟲）為模型探索了衰老與纖毛的相互作用，發(fā)現(xiàn)衰老通過降低纖毛內(nèi)的分子運(yùn)輸（IFT）損害纖毛功能和由纖毛介導(dǎo)的感知能力，并揭示出其中的分子機(jī)制。該研究還發(fā)現(xiàn)纖毛通過AMPK信號(hào)通路調(diào)控代謝穩(wěn)態(tài)和衰老?；诖耍芯咳藛T找到了纖毛衰老的重要靶基因daf-19，發(fā)現(xiàn)上調(diào)daf-19是抑制纖毛衰老、促進(jìn)長(zhǎng)壽的有效手段。

隨著衰老，人體的各項(xiàng)機(jī)能會(huì)逐漸下降，其中包括感覺系統(tǒng)功能下降，表現(xiàn)在視力老化、聽力下降、對(duì)氣味不敏感、偏好重口味食物等等。改善老年人逐漸衰退的感覺神經(jīng)系統(tǒng)是提高老年生活質(zhì)量的重點(diǎn)之一。纖毛在感覺神經(jīng)系統(tǒng)的信號(hào)輸入中起著關(guān)鍵作用，而纖毛的結(jié)構(gòu)和功能則依賴于纖毛內(nèi)運(yùn)輸（IFT）。

該研究中，研究人員以線蟲為模式生物，通過高速活體顯微攝影發(fā)現(xiàn)衰老通過下調(diào)轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子daf-19/RFX降低多個(gè)IFT復(fù)合物組分的表達(dá)進(jìn)而降低了IFT的速度與頻率。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，老年線蟲IFT的速度和頻率的下降導(dǎo)致纖毛的功能減退，使得感覺能力隨衰老下降，并進(jìn)一步通過神經(jīng)遞質(zhì)章魚胺抑制了線蟲體內(nèi)各組織中的AMPK信號(hào)通路、擾亂了代謝穩(wěn)態(tài)。在此基礎(chǔ)上，研究發(fā)現(xiàn)，人為上調(diào)daf-19可以有效地延緩纖毛的衰老，在老年線蟲中增強(qiáng)IFT、改善感知能力。這一針對(duì)纖毛衰老的干預(yù)更能有效上調(diào)老年線蟲體內(nèi)的AMPK和自噬作用的活性，促進(jìn)代謝穩(wěn)態(tài)的維持，延長(zhǎng)線蟲的壽命。

該研究首次在分子細(xì)胞層面確認(rèn)了衰老對(duì)纖毛的影響，發(fā)現(xiàn)了IFT隨衰老降低的分子機(jī)理；說明了感覺能力隨衰老下降的一個(gè)重要原因，并進(jìn)一步揭示出其對(duì)代謝穩(wěn)態(tài)和衰老的調(diào)控作用。此外，研究還發(fā)現(xiàn)了干預(yù)纖毛衰老的重要靶點(diǎn)基因daf-19，發(fā)現(xiàn)上調(diào)daf-19是延緩纖毛衰老、促進(jìn)動(dòng)物長(zhǎng)壽的有效手段。

分子細(xì)胞卓越中心沈義棟為論文通訊作者，博士研究生張銀聰和張曉娜為論文共同第一作者。分子細(xì)胞卓越中心研究員鄢秀敏和南開大學(xué)、山東師范大學(xué)教授周軍為論文合作者。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金委、科技部和中科院的資助，以及分子細(xì)胞卓越中心細(xì)胞和分子研究平臺(tái)等的技術(shù)支持。

論文鏈接

　　線蟲感覺纖毛內(nèi)的分子運(yùn)輸隨著衰老下降，使得老年線蟲的感覺能力衰退、代謝穩(wěn)態(tài)失衡。上調(diào)驅(qū)動(dòng)IFT基因的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子daf-19可有效抑制纖毛衰老、促進(jìn)長(zhǎng)壽。

來(lái)源：中科院