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罗怀容团队发现D-松醇激活细胞保护通路维护蛋白稳态和延缓秀丽线虫衰老

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衰老是机体生理功能渐进性衰退的过程,伴随氧化应激累积、蛋白质稳态失衡及细胞清除功能下降,是阿尔茨海默病、帕金森病等神经退行性疾病的主要风险因素。现有抗衰老干预手段有限,天然产物因其多靶点、低毒性特点成为衰老研究与功能食品开发的重要方向。肌醇代谢及其相关信号网络在调控代谢稳态、应激防御和寿命中日益受到关注,但天然肌醇小分子与内源性肌醇磷酸信号在衰老调控中的系统关联尚缺乏研究。

围绕这一方向,南昌大学生命科学学院人类衰老研究所罗怀容团队首先以内源性肌醇磷酸代谢为切入点,发现肌醇多磷酸激酶IPMK-1是连接IP₃/Ca²⁺信号、ER–线粒体功能、营养感知和ceTOR通路的重要枢纽,其缺失导致发育、代谢及寿命相关异常,提示肌醇磷酸代谢在维持生理稳态和衰老调控中具有基础性作用(Yang et al., Cell Calcium, 2021;He et al., Mechanisms of Ageing and Development, 2026)。在此基础上,团队转向天然肌醇小分子功能研究,发现D-手性肌醇(DCI)可通过激活FOXO/DAF-16和Nrf2/SKN-1等保守长寿通路,延长秀丽线虫寿命29.6%,并缓解阿尔茨海默病、帕金森病和亨廷顿病相关蛋白毒性表型(Shi et al., Experimental Gerontology, 2023),表明天然肌醇分子可通过激活内源性防御网络参与衰老与蛋白毒性调控。

本研究进一步聚焦与D-手性肌醇密切相关的D-松醇(DP),系统揭示其抗衰老与神经保护机制。研究团队发现,D-松醇可使野生型线虫寿命延长28.57%,并改善运动能力等健康寿命指标,该效应并非源于发育迟缓或摄食减少,提示其通过增强机体稳态维持能力发挥作用。机制上,D-松醇并非简单作为外源性抗氧化剂清除自由基,而是通过协同激活三条保守内源性防御通路实现抗衰老效应:在p38 MAPK–SKN-1/Nrf2通路中,D-松醇可提升SOD、CAT活性并降低ROS和MDA水平,且其延寿效应在sek-1、pmk-1或skn-1缺失突变体中显著减弱或消失;在HSF-1通路中,D-松醇增强热应激抵抗和蛋白质折叠质量控制;在HLH-30/TFEB通路中,D-松醇促进自噬和线粒体自噬。此外,DAF-16/FOXO通路亦部分参与,表明其抗衰老效应是多通路协同的结果。

在神经退行性疾病相关模型中,D-松醇可降低α-突触核蛋白等异常蛋白聚集,延缓疾病相关表型。综上,D-松醇通过整合抗氧化防御、蛋白质稳态维持和细胞清除功能,为天然肌醇小分子在衰老干预和神经退行性疾病防治中的应用提供了实验依据。

本研究为系统建立"内源性肌醇磷酸信号轴—天然肌醇小分子—保守长寿通路—健康寿命改善"的完整研究补足了关键链条,为功能性食品开发和衰老相关疾病干预提供了新的分子靶点和理论依据。

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本研究论文机制图

上述研究成果以“D-pinitol extends the lifespan of Caenorhabditis elegans through integrated antioxidant defense, proteostasis, and autophagy signaling”为题,近日发表在国际期刊《npj Aging》上,该研究由南昌大学生命科学学院吴桂生研究员为通讯作者,博士生石林和刘玉龙为共同第一作者。该研究得到了国家重点研发计划、江西省衰老与疾病重点实验室、江西省主要学科学术和技术带头人培养项目以及江西省自然科学基金的资助支持。

文章链接:https://www.nature.com/articles/s41514-026-00381-x

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