肠细胞过表达PINN-1延长饥饿L1期线虫寿命的初步研究

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衰老是细胞和机体水平上功能逐渐退化的过程,随着年龄的增大,机体应激抵抗力减弱,衰老相关疾病的患病几率增大。PINN-1/PIN-1是一种广泛表达于各类细胞中的肽基-脯氨酸顺反异构酶,现有研究表明PIN-1与肿瘤、神经退行性疾病等衰老相关疾病的发生存在密切联系,因此研究PIN-1信号通路可能为治疗衰老相关疾病提供靶点。秀丽线虫具有世代短、后代多等特点,是研究衰老及应激反应的良好模型。我们发现在饥饿应激中,相比上皮缝隙细胞和生殖细胞,肠细胞表达的PINN-1呈现了最为显著的下调。为了探究肠细胞PINN-1在饥饿应激过程中发挥的功能。我们构建了肠细胞过表达PINN-1的线虫株。结果表示,肠细胞过表达PINN-1虽然对正常喂养条件下成虫的寿命及肌细胞线粒体形态无明显影响,但显著延长了饥饿L1期秀丽线虫的生存时间;在不影响饥饿L1期秀丽线虫肠细胞线粒体形态的前提下,会延缓肌细胞线粒体碎片化进程。尽管热应激和病原菌感染也会减少肠细胞PINN-1的表达,但是肠细胞过表达PINN-1并不改变秀丽线虫抵抗热应激和病原菌感染的能力。有趣的是,pinn-1 3’UTR是实现肠细胞PINN-1在饥饿应激中保护功能的关键序列,因为连接外源3’UTR的pinn-1基因并不能提高秀丽线虫在饥饿L1期的生存时间。进一步的研究提示,肠细胞过表达PINN-1提高饥饿L1期秀丽线虫生存时间是通过DAF-16/FOXO实现的。DAF-16是多个衰老相关的经典信号通路中的关键下游转录因子,调控了多种长寿基因的表达,如:抗氧化应激(sod-3)、分子伴侣(hsp-16)、代谢相关基因(icl-1)等。我们的研究显示PINN-1可能是长寿基因DAF-16的上游调控分子,可能为预防衰老及衰老相关疾病提供新的策略。
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