eLife惊人发现：用嗅觉预测寿命

最近，美国索尔克研究所的研究人员，通过测量线虫如何爬向一种吸引人的、食物样的气味，能够预测线虫是否会长寿。这一研究结果，发表在九月二十二日的国际杂志《eLife》，表明秀丽隐杆线虫可处理关于“环境以及随着动物衰老大脑中的电路如何变化”的信息。

　　

生物通报道：最近，美国索尔克研究所的研究人员，通过测量线虫如何爬向一种吸引人的、食物样的气味，能够预测线虫是否会长寿。这一研究结果，发表在九月二十二日的国际杂志《eLife》，表明秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）可处理关于“环境以及随着动物衰老大脑中的电路如何变化”的信息。延伸阅读：Cell子刊：衰老或寿命的遗传开关。

索尔克研究所分子神经生物学实验室助理教授Sreekanth Chalasani指出：“我们并不是说，你的嗅觉会让你活得更久。而是这种气味行为很可能是某种潜在生理机能的指标。”

线虫大脑里有12对专门的神经元，可检测环境中的刺激。科学家以前已经确定，这些神经元中有一对，是动物响应这些有吸引力的气味所必需的。Chalasani和他的同事们想更详细地了解这整个过程。在这项新的工作中，研究人员将线虫暴露于苯甲醛——发出宜人杏仁味的一种化合物，然后测量了所有24个神经元的反应。令人惊讶的是，除了以前发现的那对神经元，他们还发现有其他的神经元参与其中。

有趣的是，这些细胞被分为初级神经元和次级神经元。初级神经元对苯甲醛表现出较为活跃的反应，而次级神经元则响应初级神经元发送的信号。该研究小组假设，拥有一个这样的神经回路结构，线虫可以得到有关“气味强度或者浓度”的更好信息。

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该论文第一作者、Chalasani实验室的研究生Sarah Leinwand指出：“如果你有多个不同的细胞，它们都能检测到刺激，你就可以用它们的组合来获得更多的动态信息。使用这种策略可以让动物对这种环境产生灵活的行为反应。”例如，当一种气味强烈到足以引发特定神经元组合的活动时，才会触发一些行为。研究人员推测，其他具有更大大脑的物种，可以使用类似结构的神经回路，来表示感觉信息，并调整它们的行为。

因为他们知道，随着年龄的增加，线虫（像其他动物和人）往往开始失去它们的嗅觉，Chalasani和Leinwand接下来测量了“随着线虫年龄的增加，由初级和次级神经元组成的电路发生了什么变化？”。虽然初级神经元在活性上没有表现出衰弱，但是随着年龄的增长，次级神经元的活动变少了。Chalasani说，这表明，随着动物年龄的增长，神经元之间的联系会退化，这一现象可能也适用于许多不同物种中的其他神经回路。科学家们继续表明，气味测试（爬向苯甲醛的点源）的不佳表现、次级神经元的活性和动物寿命之间有一种相关性。与不太擅长爬向气味的线虫相比，更成功发现气味的年长动物，寿命要长大约16%。

Chalasani指出：“尽管所有这些动物都是兄弟姐妹，也有类似的基因，但是，如果你调查神经元的活动、行为表现或寿命，就有显著性的差异。也许这是因为一些动物在初级和次级细胞之间有更好的信号。”

如果神经元之间的信号对于“其他生物（包括人类）如何变老”非常重要，那么操纵神经系统，可能是一种有效的方法来减少衰老的影响或复原大脑功能。

Leinwand表示，仍然有很多关于“随着动物衰老究竟发生了什么改变”的问题。我们想继续研究“是什么改变使一些动物有更好机能的神经系统，并且活得更久”。

（生物通：王英）

生物通推荐原文：
Sarah Leinwand et al. eLife, Sep 22, 2015.