衰老是一個自然過程，會影響所有生物體，並逐漸改變它們的行為和能力。過去的研究強調了幾種可能導致衰老的生理因素，包括身體的免疫反應、活性氧(即自由基)與抗氧化劑的產生之間的不平衡以及睡眠障礙。
雖然衰老與這些不同因素之間的聯繫有據可查，但它們之間的聯繫仍然知之甚少。聖路易斯華盛頓大學的研究人員最近發現了一種免疫分子，它可能在調節衰老過程和生物體壽命的持續時間方面發揮關鍵作用。
他們發表在《神經元》上的論文靈感來自該大學的兩項獨立研究工作。「我們之前的研究發現了一個名為 Slpi的基因，它是老年小鼠腦膜中最上調的基因。Slpi是進化保守的，在果蠅中有一個名為 IM33的直系同源物，這促使我們轉向果蠅來研究其在衰老中的作用，利用它們強大的遺傳學和短壽命，」進行這項研究的研究人員之一王超旭告訴醫學快報。
「同時，受到我們實驗室其他研究結果的啟發，這些研究結果表明細胞因子可以塑造動物行為，我使用果蠅篩選所有可以調節果蠅行為的免疫效應子，發現 IM33是睡眠的調節劑。」
在他們之前發表的兩篇著作中，徐及其同事發現了可能參與衰老的小鼠機制，並發現細胞因子(即支持免疫系統並幫助控制體內炎症的蛋白質)可以影響動物的行為。隨後，研究人員意識到他們發現的這兩種不同的生理現象可能是相聯繫的，並著手探索它們之間可能存在的聯繫。
「該研究採用了來自遺傳學、神經科學、免疫學和微生物學的跨學科方法，」徐解釋說。「這些方法包括遺傳擾動、行為評估、微生物群操作、神經元活動成像和分子測序，以研究 IM33在衰老各個方面的作用。」
研究人員使用廣泛的實驗技術檢查果蠅(Drosophila)和小鼠。他們特別試圖了解蛋白質 IM33及其在小鼠中的類似物 SLPI在控制小鼠和其他哺乳動物的衰老中可能發揮的作用。
當研究小組敲除果蠅免疫細胞中的這個基因時，他們發現這會增加活性氧的水平並改變其腸道中微生物群的組成。這會導致氧化應激和細菌組成失衡(即 dysbiosis)，進而縮短它們的壽命。研究人員發現，敲除該基因還會導致睡眠障礙，這與衰老和壽命縮短也有關。
「這是一個概念驗證研究，證明了一種進化保守的免疫分子可以作為信使，在腦和腸之間傳遞信息，以調節不同水平的衰老並控制壽命，」徐說。「這種功能超出了其免疫作用，進一步增強了神經免疫相互作用對衰老的貢獻。」
徐及其同事最近的研究是對旨在更好地了解衰老的神經和遺傳基礎的持續努力的重要貢獻。未來，他們的發現可以為探索 IM33和 SLPI基因作用的新研究提供信息，從而可能導致進一步的重要發現。
「我們認為，肽聚糖信號傳導(一種保守的免疫途徑)在神經元中可能是減緩衰老的潛在新靶點，」徐補充道。
「大腦分泌的 IM33塑造腸道免疫環境的機制仍然是個謎，值得進一步研究。此外，測試小鼠腦膜 Slpi的作用將有助於確定這是否是整個進化過程中共享的機制，並為未來的轉化研究提供額外的支持性證據。」
