衰老是生物体维持分子、细胞或个体水平生理完整性能力的逐步丧失,表现为细胞或生物体对各种压力和疾病的抗性逐步下降的生物学过程。衰老几乎发生于每个物种中,人类也不例外。人类衰老集中体现在机体对衰老相关疾病(包括心血管疾病、Ⅱ型糖尿病、神经退行性疾病及癌症等)的抗性减弱及死亡率的增加。近年来研究显示,衰老本身是导致衰老相关疾病最主要的风险因子,且发现衰老和衰老相关疾病的发生发展有共同的分子调控机制。衰老是一个多因素控制的复杂表型,近年研究认为:衰老是可调控的(如通过遗传干扰、营养干涉、药物处理等方式可调控衰老)。其中,对抗衰老活性分子/药物的研发因其理论上的可行性和实际应用中的可控性正成为当前衰老及衰老相关疾病领域的研究热点。从天然产物中筛选高效、副作用小且广谱的抗衰老活性分子是当前延缓衰老及衰老相关疾病的主要策略。前期研究发现天然产物多球壳菌素(一种神经鞘脂合成特异性抑制剂)能够延长模式生物芽殖酵母的寿命,而裂殖酵母在进化上更接近哺乳动物,且在形态和遗传上与芽殖酵母有显著差异的另一种模式生物,本研究考察了多球壳菌素对裂殖酵母寿命的影响,并进一步研究了其调控细胞寿命的相关机制。本研究首先检测了不同浓度多球壳菌素处理对野生型裂殖酵母细胞生长的影响,发现多球壳菌素能呈现剂量依赖性地抑制细胞生长。随后通过三种方法(克隆计数法、点分析法、荧光染色法)检测多球壳菌素对裂殖酵母寿命的影响,显示多球壳菌素处理呈剂量依赖性地延长了裂殖酵母细胞寿命。通过检测多球壳菌素对裂殖酵母多种细胞过程的影响,发现多球壳菌素处理显著增强裂殖酵母细胞的热压抗性、氧化压力抗性、酸性压力抗性、盐离子抗性以及重金属离子抗性,显著降低胞内活性氧(reactive oxygen species,ROS)的水平,增加胞内糖原与海藻糖的含量。本研究通过检测Sty1△和Pyp1△以及相应野生型菌株WT在是否加药情况下的寿命和热压抗性,发现多球壳菌素能够延长WT和Pyp1△的寿命和热抗,而不能够延长Sty1△的寿命与热抗,结果表明Sty1在多球壳菌素介导的寿命延长中发挥重要作用。进一步检测多球壳菌素对WT酵母细胞的Sty1蛋白表达和磷酸化水平的影响,发现多球壳菌素能够增加Sty1蛋白的表达,不能够增加Sty1蛋白磷酸化水平,表明多球壳菌素介导的细胞寿命延长虽依赖于Sty1 (主要通过增强Sty1蛋白表达实现),但并不依赖于Pyp1及其介导的Pyp1-Sty1磷酸化而实现。综上,多球壳菌素保守性地延长了裂殖酵母寿命,其延长细胞寿命的机制包括:增强细胞压力抗性、促进糖原和海藻糖的积累、降低胞内活性氧的水平,且发现多球壳菌素介导的寿命延长依赖于压力应答类蛋白激酶Sty1。总体结果显示,多球壳菌素是一种潜在的抗衰老药物分子,后期有望开发它用于延缓哺乳动物细胞(包括人类)衰老及预防和治疗衰老相关疾病。