2024年10月9日,刘颖课题组在《Nature Communications》杂志在线发表了题为“生殖系至体细胞信号触发线粒体应激反应的年龄相关性衰退”(A germline-to-soma signal triggers an age-related decline of mitochondrial stress response)的研究论文。该研究揭示了秀丽隐杆线虫中一条从生殖系到体细胞的hedgehog信号通路,如何导致其线粒体未折叠蛋白质反应(UPRmt)在成年期无法被激活的机制。
研究团队通过喂食成年秀丽隐杆线虫胚胎裂解液,发现成年线虫重新获得了激活UPRmt的能力。进一步研究显示,胚胎裂解液中的piRNAs作用于成年秀丽隐杆线虫的生殖系,恢复UPRmt的激活能力。研究团队发现,在幼虫期的生殖系中,piRNAs可抑制hedgehog通路配体WRT-5和WRT-6的表达。在成虫期,靶向wrt-5和wrt-6的piRNAs显著减少,导致生殖系中WRT-5和WRT-6的表达增加,WRT-5和WRT-6分泌至肠道并结合hedgehog通路的受体PTR-8和PTR-16,进而激活生殖系至肠道的hedgehog通路,抑制肠道中UPRmt的激活。该研究进一步揭示了生殖系至肠道的hedgehog通路在秀丽隐杆线虫成虫期的作用,表明该通路在成虫期促进生殖系与体细胞之间的资源重新分配,使资源更多地倾向于生殖过程而非体细胞的维持。这一发现为多种衰老理论提供了新的支持,包括拮抗多效应理论、可抛弃体细胞理论、功能亢进理论和种群选择理论等。
图1. 线虫生殖细胞到体细胞信号调控线粒体应激反应模式图
Nat Commun15, 8723 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-53064-0