圖片來源：Nature

本文轉載自“中科院神經科學研究所”，原標題：中科院神經所在《自然》雜誌發表長文解析個體之間衰老速度差異之謎。

2017年11月9日，《自然》（Nature）雜誌以長篇研究論文（Article）形式發表了中國科學院神經科學研究所
、腦科學與智能技術卓越創新中心、神經科學國家重點實驗室蔡時青研究組題為《膠質細胞-神經元信號的遺傳多態性調節衰老速度》的研究工作。

衰老是有機體生理功能隨時間逐漸退化的過程
，是許多疾病如神經退行性疾病

、癌症、tangniaobingdengdezuidafengxianyinsu。changshengbulaoshirenleijiqiannianlaiziziyiqiudemeihaomubiao，duichangshengbulaoyaodexunqiuyecongweitingzhiguo。ershishiji

，suizhefenzishengwuxuedefazhan
，shuailaoyanjiujinrulejiyinshidai。muqianyifaxianshangbaigejiyinkeyiyanchangdongwudeshouming。

壽(shou)命(ming)的(de)延(yan)長(chang)應(ying)以(yi)延(yan)緩(huan)老(lao)化(hua)，保(bao)持(chi)一(yi)定(ding)的(de)生(sheng)活(huo)質(zhi)量(liang)為(wei)前(qian)提(ti)。然(ran)而(er)，近(jin)年(nian)來(lai)研(yan)究(jiu)表(biao)明(ming)，長(chang)壽(shou)相(xiang)關(guan)基(ji)因(yin)不(bu)一(yi)定(ding)延(yan)緩(huan)動(dong)物(wu)行(xing)為(wei)退(tui)化(hua)。延(yan)長(chang)壽(shou)命(ming)而(er)不(bu)能(neng)改(gai)善(shan)老(lao)年(nian)人(ren)口(kou)的(de)生(sheng)活(huo)質(zhi)量(liang)，將(jiang)會(hui)增(zeng)加(jia)社(she)會(hui)負(fu)擔(dan)。隨(sui)著(zhe)人(ren)類(lei)預(yu)期(qi)壽(shou)命(ming)延(yan)長(chang)
，老(lao)齡(ling)化(hua)社(she)會(hui)來(lai)臨(lin)，如(ru)何(he)延(yan)緩(huan)衰(shuai)老(lao)相(xiang)關(guan)的(de)功(gong)能(neng)退(tui)化(hua)
、預yu防fang和he治zhi療liao老lao年nian性xing疾ji病bing已yi成cheng為wei亟ji待dai解jie決jue具ju有you重zhong要yao社she會hui意yi義yi的de科ke學xue問wen題ti。衰shuai老lao速su度du在zai個ge體ti之zhi間jian存cun在zai明ming顯xian差cha異yi，大da部bu分fen人ren行xing為wei和he認ren知zhi隨sui衰shuai老lao逐zhu漸jian地di退tui化hua，也ye有you一yi些xie人ren在zai耄mao耋die之zhi年nian仍reng能neng保bao持chi較jiao好hao的de活huo力li。這zhe種zhong現xian象xiang提ti示shi我wo們men
，研yan究jiu個ge體ti衰shuai老lao速su度du差cha異yi的de遺yi傳chuan基ji礎chu將jiang為wei抗kang衰shuai老lao提ti供gong重zhong要yao線xian索suo，但dan相xiang關guan研yan究jiu還hai未wei見jian報bao道dao。

蔡時青研究組利用秀麗線蟲這一模式生物探討個體之間衰老速度差異的遺傳機製。秀麗隱杆線蟲是一種可以獨立生活的微小動物(成蟲體長僅1毫米),其遺傳背景清楚
、生活史短、行為清晰，是目前研究衰老的重要模式生物，許多重要的調控衰老的信號通路是在線蟲中首先發現的。他們發現來自世界不同地區的野生線蟲在雄性交配、進食和運動能力方麵隨衰老退化速度存在著顯著差異。通過進一步研究，他們發現一個全新的神經肽（RGBA-1）及其受體（NPR-28）編碼基因上存在單核苷酸多態性（SNP）
，這些遺傳多態性導致了野生型線蟲雄性交配等行為能力退化速度不同。

深入研究發現，該神經肽由膠質細胞釋放，作用於5-羥色胺能和多巴胺能神經元上NPR-28受體，抑製了由蛋白去乙酰化酶SIR-2.1介導的線粒體應激反應，進而調控線蟲衰老速度。野生型品係間存在的遺傳多態性造成了RGBA-1神經肽分泌量或NPR-28受體活性不同
，使得該信號通路的強度不同
，最終導致線蟲衰老速度差異。他們還對RGBA-1和NPR-28編碼基因所在的基因組區域進行了群體遺傳學和進化分析，確定了RGBA-1和NPR-28的祖先型等位基因(allele)形式，並且證明這兩個基因所在的遺傳區域可能在進化過程中受到了正向選擇。

該工作首次揭示了個體之間衰老速度差異的遺傳基礎，發現一條新的信號通路調控動物衰老，闡明了神經肽介導的膠質細胞-神(shen)經(jing)元(yuan)信(xin)號(hao)在(zai)衰(shuai)老(lao)速(su)度(du)調(tiao)控(kong)中(zhong)的(de)重(zhong)要(yao)作(zuo)用(yong)，是(shi)近(jin)年(nian)來(lai)衰(shuai)老(lao)領(ling)域(yu)取(qu)得(de)的(de)重(zhong)要(yao)突(tu)破(po)。調(tiao)控(kong)個(ge)體(ti)之(zhi)間(jian)衰(shuai)老(lao)速(su)度(du)差(cha)異(yi)的(de)基(ji)因(yin)已(yi)經(jing)曆(li)了(le)長(chang)期(qi)的(de)進(jin)化(hua)選(xuan)擇(ze)，對(dui)生(sheng)長(chang)和(he)繁(fan)殖(zhi)一(yi)般(ban)沒(mei)有(you)不(bu)良(liang)影(ying)響(xiang)，有(you)望(wang)成(cheng)為(wei)抗(kang)衰(shuai)老(lao)的(de)潛(qian)在(zai)靶(ba)點(dian)。該(gai)工(gong)作(zuo)為(wei)抗(kang)衰(shuai)老(lao)研(yan)究(jiu)提(ti)供(gong)一(yi)個(ge)全(quan)新(xin)視(shi)角(jiao)，進(jin)一(yi)步(bu)解(jie)析(xi)個(ge)體(ti)之(zhi)間(jian)衰(shuai)老(lao)差(cha)異(yi)將(jiang)有(you)助(zhu)於(yu)我(wo)們(men)係(xi)統(tong)地(di)理(li)解(jie)健康衰老的調控機製。

拮抗基因多效性衰老理論（Antagonistic pleiotropy theory）認為進化選擇的基因一般對物種的de生sheng長chang和he繁fan育yu有you利li
，而er在zai生sheng命ming後hou期qi往wang往wang促cu進jin衰shuai老lao。而er該gai研yan究jiu發fa現xian進jin化hua選xuan擇ze的de基ji因yin可ke以yi延yan緩huan衰shuai老lao或huo者zhe延yan長chang動dong物wu壽shou命ming，或huo者zhe二er者zhe兼jian而er有you之zhi。該gai工gong作zuo還hai發fa現xian衰shuai老lao的de進jin化hua受shou新xin基ji因yin出chu現xian
、自然選擇以及不同遺傳位點之間相互作用影響
，為理解衰老進化提供了新認識。

該研究由博士後尹江安和博士研究生高革在蔡時青研究員的指導下完成，實驗室研究助理劉喜娟
、康心蕾和助理研究員李凱也發揮了重要作用。該研究得到中國科學院-馬普學會計算生物學夥伴研究所李海鵬研究組，中科院生化所分子生物學平台，中科院植生所公共技術服務中心的幫助。本課題獲得中國科學院和國家自然科學基金委員會項目資助。

圖：神經肽介導的膠質細胞-神經元信號通路的遺傳多態性調控衰老速度。a-c，野生線蟲雄蟲交配、進食和運動能力隨衰老的退化情況。d
，神經肽（RGBA-1）及其受體（NPR-28）編碼基因在野生線蟲間的遺傳多態性。e
，衰老速度調控機製的模式圖。

掃碼關注進入探索基因的世界▵