3月19日，中國科學院分子細胞科學卓越創(chuàng)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(fā)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(fā)現(xiàn)衰老通過降低纖毛內(nèi)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(fā)現(xiàn)纖毛通過AMPK信號通路調控代謝穩(wěn)態(tài)和衰老?；诖?，研究人員找到了纖毛衰老的重要靶基因daf-19，發(fā)現(xiàn)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(tǒng)功能下降，表現(xiàn)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(jīng)系統(tǒng)是提高老年生活質量的重點之一。纖毛在感覺神經(jīng)系統(tǒng)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(nèi)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(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)，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(jīng)遞質章魚胺抑制了線蟲體內(nèi)各組織中的AMPK信號通路、擾亂了代謝穩(wěn)態(tài)。在此基礎上，研究發(fā)現(xiàn)，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(nèi)的AMPK和自噬作用的活性，促進代謝穩(wěn)態(tài)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(fā)現(xiàn)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(wěn)態(tài)和衰老的調控作用。此外，研究還發(fā)現(xiàn)了干預纖毛衰老的重要靶點基因daf-19，發(fā)現(xiàn)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(nèi)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(wěn)態(tài)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。

來源：中科院