唧唧堂名校科研介绍2014-07-16 11:33 AM

饥饿疗法可以使蠕虫的生命“暂停”

寻找青春之泉几个世纪之久,如今已有了几个有希望的线索,而其中之一就是使用极端匮乏的饮食。这项新的研究来自于解释线虫用限制饮食这样简单的方式实现长寿。

研究人员发现,线虫远离食物会触发它停止生长:当线虫继续四处蠕动着觅食的时候,它的细胞和器官会暂停在一个永恒的,休眠的状态。当丰富的食物出现时,这种蠕虫又会按正常按计划生长,但有时候能长到正常的两倍大。

“这可能是低营养的饮食使我们的细胞处于静止状态”达克大学生物学副教授David R. Sherwood说。“关键是找到一种个方法,可以用药理操纵这一过程,使我们可以在没有饮食限制的痛苦下得到抗衰老的好处。”

过去80年终,研究人员已经培育了一个都是节食模式生物的小动物园,他们发现与自由饲养的同伴们相比,营养匮乏大鼠、小鼠、酵母、苍蝇、蜘蛛、鱼、猴子以及蠕虫的寿命都可以延长20%——200%。

在实验室外面,真实的世界中,秀丽隐杆线虫这样的线虫有的会饱餐,有的会挨饿,这无疑会影响到它们的生长和寿命。

Sherwood的同事医学助教Ryan Baugh,发现在一个营养匮乏的环境中孵化有线虫的鸡蛋也会完全使它的生长停止。因此他问Sherwood是否节制饮食甚至到饿死是否会产生相同的作用。

停止生长

Sherwood和他的博士后研究员Adam Schindler决定聚焦于丽隐杆线虫的最后两个生长阶段,称为L3和L4,这两个阶段中外阴这样的关键器官还在生长中。

在这两个阶段中,线虫的外阴从3个细胞微粒发展到了22个细胞球。研究人员发现在L3和L4这两个阶段中拿走食物,生长停止了,而此时外阴要不停止在3个细胞的阶段,要不停止在22个细胞的阶段,而不是两者之间。

在进一步研究中,他们发现,不仅仅是外阴器官,线虫机体的所有组织和细胞似乎在两个主要的生长点中卡住了,这两个生长点好像是州际公路途中的两个收费站。如果机体拥有足够的影响,它的生长了通过直达下一个收费站,但如果营养不够,它会停留在这个收费站直到它有了必要的营养物质可以通过下一段路。

“发展并不是一个连续不间断的过程,” 这项研究的主要作者Schindler表示,“生物必须监控它的环境,决定它是否适合自己生长。如果并不适合,它们会停止,如果适合,它们才继续生长。”“这些生长点的存在使这些动物做出适合的决定。而这个决定产生了影响,因为这些资源决定它是继续生长还是选择生存。”

“生长仪器停止运转”

研究发现丽隐杆线虫能够饿死至少两个星期后听过一些正常的喂食继续生存。因为它处在停止生长状态时,它的生长器并不运转。这样绝食可以使线虫的生命延长两个礼拜。

“这样研究不仅对机体老化,而且对癌症也有影响。” Sherwood表示。“癌症中最大的谜团之一是癌症细胞早期如何转移,以及在觉醒前如何潜伏多年的。我的猜测是,线虫细胞停止生长然后醒过来的方式和人类癌细胞转移的方式是相同的。”

如今,研究人员正在进行一些遗传学的研究,看看他们是否能找到另一种方式,能够让丽隐杆线虫进入控制生长模式。

美国癌症协会博士后奖学金和美国国立卫生研究院资助了这项研究。

英文报道
Starvation diet puts worm lifespan on ‘pause’
http://www.jijitang.com/note/5273

论文原文:
《通过胰岛素/胰岛素样生长因子和类固醇激素信号通路的调控线虫的后期幼体发育阶段检查点鉴定》,2014年6月发表于《plosgenetics》
http://www.jijitang.com/note/5262

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