分子細胞卓越中心發現衰老與纖毛之間的相互作用機制

　　3月19日，中國科學院分子細胞科學卓越創新中心（生物化學與細胞生物學研究所）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，在線發表在Nature Communications上。該研究使用秀麗隱桿線蟲（C. elegans，以下簡稱為線蟲）為模型探索了衰老與纖毛的相互作用，發現衰老通過降低纖毛內的分子運輸（IFT）損害纖毛功能和由纖毛介導的感知能力，并揭示出其中的分子機制。該研究還發現纖毛通過AMPK信號通路調控代謝穩態和衰老。基于此，研究人員找到了纖毛衰老的重要靶基因daf-19，發現上調daf-19是抑制纖毛衰老、促進長壽的有效手段。

　　隨著衰老，人體的各項機能會逐漸下降，其中包括感覺系統功能下降，表現在視力老化、聽力下降、對氣味不敏感、偏好重口味食物等等。改善老年人逐漸衰退的感覺神經系統是提高老年生活質量的重點之一。纖毛在感覺神經系統的信號輸入中起著關鍵作用，而纖毛的結構和功能則依賴于纖毛內運輸（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現衰老通過下調轉錄調控因子daf-19/RFX降低多個IFT復合物組分的表達進而降低了IFT的速度與頻率。進一步研究發現，老年線蟲IFT的速度和頻率的下降導致纖毛的功能減退，使得感覺能力隨衰老下降，并進一步通過神經遞質章魚胺抑制了線蟲體內各組織中的AMPK信號通路、擾亂了代謝穩態。在此基礎上，研究發現，人為上調daf-19可以有效地延緩纖毛的衰老，在老年線蟲中增強IFT、改善感知能力。這一針對纖毛衰老的干預更能有效上調老年線蟲體內的AMPK和自噬作用的活性，促進代謝穩態的維持，延長線蟲的壽命。

　　該研究首次在分子細胞層面確認了衰老對纖毛的影響，發現了IFT隨衰老降低的分子機理；說明了感覺能力隨衰老下降的一個重要原因，并進一步揭示出其對代謝穩態和衰老的調控作用。此外，研究還發現了干預纖毛衰老的重要靶點基因daf-19，發現上調daf-19是延緩纖毛衰老、促進動物長壽的有效手段。

　　分子細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。分子細胞卓越中心研究員鄢秀敏和南開大學、山東師范大學教授周軍為論文合作者。研究工作得到國家自然科學基金委、科技部和中科院的資助，以及分子細胞卓越中心細胞和分子研究平臺等的技術支持。

　　論文鏈接 

　　線蟲感覺纖毛內的分子運輸隨著衰老下降，使得老年線蟲的感覺能力衰退、代謝穩態失衡。上調驅動IFT基因的關鍵轉錄調控因子daf-19可有效抑制纖毛衰老、促進長壽。