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在自然界中,食物缺乏是动物面临的最常见的一种压力。为了应对食物缺乏,动物能够产生一系列生理和行为上的变化。比如,秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)在食物缺乏下,可以产生L1滞育、dauer滞育以及成虫生殖滞育,以应对饥饿挑战。同时,在饥饿情况下,线虫体内的章鱼胺含量升高,介导饥饿的行为,如抑制产卵和促进运动。此外,线虫能够通过上调一系列脂酶,促进肠道中的脂肪水解,维持饥饿条件下的能量需求。在线虫中,核受体DAF-12是一个环境和营养感受器。当有利条件下(如有足够的食物时),DAF-12与其配体dafachronicacids(DA)结合,调控线虫的生殖和发育;在不利的途径下(如食物缺乏时),DA合成减少,DAF-12与共抑制因子DIN-1形成复合物。但是,DAF-12在饥饿抵抗中的确切作用还不清楚。在本研究中,我们发现饥饿处理导致章鱼胺生物合成的关键酶酪胺β-羟化酶基因tbh-1表达上调,增加章鱼胺的合成水平。章鱼胺从RIC神经元释放出来,作用于它在肠道的受体SER-3。后者上调甘油三酯脂酶基因lips-6的表达,促进脂肪的降解。有趣的是,我们发现tbh-l的启动子区域上含有三个AGTACADNA元件(位于ATG上游-4139,-3193,and-2711 bp处),是潜在的DAF-12的结合位点。进一步研究证实,在饥饿的情况下,DAF-12/DIN-1复合物介导tbh-l的表达。通过5’-启动子删除实验以及ChIP-qPCR证明,这三个AGTACADNA元件对DAF-12/DIN-1复合物调控tbh-1的表达是必须的。我们的结果还证实,DAF-12/DIN-1/TBH-1/SER-3/LIP-6信号通路在线虫抵抗饥饿过程中起重要作用。有趣的是,我们发现,在饥饿的情况下,daf12(rh6lrh411)和din-l(dh127)突变线虫的死亡率要高于tbh-l(n3247)突变线虫,暗示DAF-12/DIN-1复合物还通过其他途径调节线虫对饥饿的抵抗。我们的研究发现,在daf12(rh6lrh411)和din-l(dh127)突变线虫中,活性氧物质(ROS)显著升高,介导组织坏死。通过扫描参与组织坏死的基因,我们发现tra-3和asp-4参与了饥饿诱导的daf12(rh6lrh411)和din-l(dh127)突变线虫死亡。进一步研究证实,在饥饿的情况下,DAF-12/DIN-I复合物上调抗氧化基因如谷胱甘肽S转移酶gst-4的表达。GST-4进而抑制ROS的形成,促进线虫的生存。综上所述,本文首次揭示饥饿状态下,DAF-12/DIN-1复合物通过激活章鱼胺信号,动员脂肪水解,维持线虫能量平衡。同时DAF-12/DIN-1复合物通过上调抗氧化基因,抑制ROS产生。而产生的ROS能介导组织坏死,最终引起线虫死亡。因此我们的研究揭示了 DAF-12/DIN-1信号途径在饥饿抵抗中的新机制。