3月12日，中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院神經(jīng)科學(xué)研究所蔡時青研究組在《神經(jīng)科學(xué)雜志》在線發(fā)表了題為《不同長壽模型差異性調(diào)控老年線蟲五羥色胺/多巴胺水平及行為退化》的研究論文。

　　目前衰老領(lǐng)域的研究主要集中在壽命調(diào)節(jié)方面，已發(fā)現(xiàn)上百個基因可以調(diào)控動物壽命。行為和認(rèn)知功能退化也是動物和人類衰老的重要特征，然而延長壽命是否必然延緩衰老引起的行為退化是一個十分關(guān)鍵但尚未被解答的問題。該研究探討了長壽基因是否影響五羥色胺和多巴胺功能以及衰老過程中動物的行為退化。研究發(fā)現(xiàn)不同的長壽基因?qū)ξ辶u色胺和多巴胺功能影響不盡相同，胰島素信號通路中的長壽基因不影響五羥色胺和多巴胺水平以及相應(yīng)的行為退化過程，而節(jié)食這種廣為認(rèn)知的長壽方式，則可以很好地維持老年動物的五羥色胺和多巴胺水平，進(jìn)而延緩了咽喉肌肉跳動、雄性交配能力和食物誘導(dǎo)的緩慢運(yùn)動（Slowing Response）等行為的退化。進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)在衰老過程中氧化自由基的積累導(dǎo)致的五羥色胺和多巴胺共同的合成酶BAS-1（多巴脫羧酶）表達(dá)量下降，是神經(jīng)元中五羥色胺和多巴胺含量降低的主要原因。和節(jié)食相關(guān)的長壽基因pha-4 則通過上調(diào)SOD-1和Catalase等蛋白的表達(dá)，提高神經(jīng)元清除氧化自由基能力，進(jìn)而上調(diào)BAS-1表達(dá)，維持五羥色胺和多巴胺水平。有趣的是，在老年時期提高內(nèi)源五羥色胺或多巴胺水平可以延緩野生型和長壽線蟲daf-2（e1370）線蟲的行為能力退化，并且提高老年時期五羥色胺水平也可以延長線蟲壽命。

　　該項(xiàng)研究表明長壽并不一定能夠延緩動物的行為退化，節(jié)食提高老年動物的行為能力至少部分由于提高了五羥色胺和多巴胺功能。該工作初步揭示了動物行為能力隨衰老退化的分子神經(jīng)機(jī)制，為提高老年人口的健康和生活質(zhì)量提供了新的線索。

　　該課題由博士生尹江安、助理研究員劉喜娟、博士生袁潔、助理研究員姜靜等在蔡時青研究員指導(dǎo)下合作完成。課題受中國科學(xué)院“百人計(jì)劃”、神經(jīng)科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室資助，在中科院上海生命科學(xué)研究院神經(jīng)科學(xué)研究所獨(dú)立完成。

　　圖A顯示不同長壽線蟲五羥色胺和多巴胺水平。daf-2(e1370)和 age-1(hx546)是胰島素通路基因功能下調(diào)導(dǎo)致的長壽線蟲；isp-1(qm150)和tpk-1(qm162)是線粒體功能下調(diào)導(dǎo)致的長壽線蟲；eat-2(ad1116)和eat-2(ad465)是節(jié)食長壽線蟲。圖B顯示年輕線蟲食物誘導(dǎo)的運(yùn)動抑制效應(yīng)。有食物存在的情況下，線蟲的運(yùn)動要比沒有食物時要緩慢一些，這個行為叫基礎(chǔ)緩慢效應(yīng)（BSR），由多巴胺介導(dǎo)；處于饑餓狀態(tài)的線蟲在新事物中運(yùn)動尤其慢（加強(qiáng)緩慢效應(yīng)ESR），由五羥色胺介導(dǎo)。圖C顯示老年時期線蟲食物誘導(dǎo)的運(yùn)動抑制效應(yīng)。