线虫研究揭开青春不老之泉

　　

生物通报道：2010年，当美国总统巴拉克奥巴马在美国西北大学发言支持Martha Coakely的州长竞选时，他看上去与两年前在总统竞选上有着明显的不同：他的黑头发掺杂了白发，他的脸消瘦，他的皱纹更深了。

西北大学科学学院助理教授Javier Apfeld，致力于研究衰老的过程。他利用线虫作为研究对象，探索驱动复杂蛋白质相互作用（调节着寿命）的细胞机制，从微观的秀丽隐杆线虫到我们，其中一些机制在进化上一直都是保守的。

他想知道：“是什么控制了一种生物体的寿命？之所以在线虫中研究这个问题，因为它是一种很好的模型，它们只能活大约两周，所以我们可以很快、并相对便宜地进行实验。当然，线虫就是线虫，它们不是老鼠，它们也不是人类。但是，线虫中许多影响寿命的基因，会影响其他生物体的寿命。在许多方面，线虫带领着我们理解衰老的方向。”近期也有几项衰老研究是用线虫作为模式生物，例如：Cell Rep：一种蛋白质可延长寿命；线虫揭开长生不老药的秘密；eLife惊人发现：用嗅觉预测寿命。

在西北大学的实验室里，Apfeld操纵线虫的基因和环境，试图了解是什么因素延长或缩短了它们的生命——甚至是否对它们的寿命有限制。这些问题的答案，对于增加我们自己的寿命，可以提供一定的线索。

电子市场
Apfeld作为加州大学旧金山分校一名即将毕业的学生时，他听到分子生物学家Cynthia Kenyon描述说，携带一个特定基因突变的线虫，寿命是不携带该突变的线虫的两倍。他说：“这是难以置信的。当时我的头在爆炸。”

这种热情延伸到了他目前的研究：“氧化”和“还原”——蛋白质分子之间的电子交易，与衰老有何关系。他认为，这种交换——被称为“氧化还原”，是“细胞中的电子市场”。

他说：“氧化是一个分子销售一个电子的过程，而还原是一个分子购买一个电子的过程。”许多因素能影响着这一贸易，包括生物体环境的变化，如一种毒素，或它的饮食。

索取ProteinSimple 公司无需制胶!无需转膜!的全自动定量Western系统详细技术资料请填写联系方式>> >>

如果这个市场经历自由落体，混乱可能就随之而来：研究表明，蛋白质氧化的增加与年龄相关疾病（如癌症、心脏病、糖尿病病和阿尔茨海默氏症和帕金森氏病）有关。

Apfeld说：“我们想，通过将细胞水平上蛋白质氧化的控制机制，与决定整个生物体寿命的机制联系起来，探讨衰老的原因。”

深入调查
这是一项艰巨的任务。Apfeld作为哈佛医学院一名教师的时候，参与了一项突破性的研究，借助于一种新的荧光传感器技术，精确地测量活体生物细胞中的氧化反应，找到了这个难题的一部分答案。

该研究小组发现，在动物和植物组织中（包括这些线虫和人类）发现的一种化合物——称为谷胱甘肽，在氧化还原过程中起着不同于最初预期的作用。它不是作为一种缓冲对抗氧化，而是可能放大或缓和控制该过程的信息。

原来，谷胱甘肽，它起到了一种分子麦克风的作用。这一发现可以改变“氧化作用在年龄相关疾病中的作用”这类研究的进程。它也可能对于治疗有重要影响，包括抗氧化剂的使用。

在西北大学，Apfeld将深入调查原因：他正在调查，是什么驱动谷胱甘肽通信系统，氧化如何改变受影响蛋白的功能。他说：“当你与这些聪明和好奇的毕业生和本科学生一起工作时，会发生很多很酷的事情。”

（生物通：王英）

生物通推荐原文：
Catalina Romero-Aristizabal et al. Regulated spatial organization and sensitivity of cytosolic protein oxidation in Caenorhabditis elegans, Nature Communications (2014). DOI: 10.1038/ncomms6020

The temporal scaling of Caenorhabditis elegans ageing. Nature. 2016 Feb 4;530(7588):103-7. doi: 10.1038/nature16550.