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

　　目前衰老領域的研究主要集中在壽命調節(jié)方面，已發(fā)現(xiàn)上百個基因可以調控動物壽命。行為和認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)不同的長壽基因對五羥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的行為退化過程，而節(jié)食這種廣為認知的長壽方式，則可以很好地維持老年動物的五羥色胺和多巴胺水平，進而延緩了咽喉肌肉跳動、雄性交配能力和食物誘導的緩慢運動（Slowing Response）等行為的退化。進一步發(fā)現(xiàn)在衰老過程中氧化自由基的積累導致的五羥色胺和多巴胺共同的合成酶BAS-1（多巴脫羧酶）表達量下降，是神經元中五羥色胺和多巴胺含量降低的主要原因。和節(jié)食相關的長壽基因pha-4 則通過上調SOD-1和Catalase等蛋白的表達，提高神經元清除氧化自由基能力，進而上調BAS-1表達，維持五羥色胺和多巴胺水平。有趣的是，在老年時期提高內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機制，為提高老年人口的健康和生活質量提供了新的線索。

　　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下合作完成。課題受中國科學院“百人計劃”、神經科學國家重點實驗室資助，在中科院上海生命科學研究院神經科學研究所獨立完成。

　　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導致的長壽線蟲；isp-1(qm150)和tpk-1(qm162)是線粒體功能下調導致的長壽線蟲；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的運動抑制效應。有食物存在的情況下，線蟲的運動要比沒有食物時要緩慢一些，這個行為叫基礎緩慢效應（BSR），由多巴胺介導；處于饑餓狀態(tài)的線蟲在新事物中運動尤其慢（加強緩慢效應ESR），由五羥色胺介導。圖C顯示老年時期線蟲食物誘導的運動抑制效應。