在成虫神经元中发现了与年龄相关的认知衰退基因

普林斯顿大学的研究人员在成年蠕虫神经元中发现了与年龄相关的记忆认知衰退的重要基因，这在以前没有被研究过。这项研究发表在该杂志上自然这项研究最终可能会为延长人类寿命和增强老年人健康的疗法指明方向。

“新发现的基因调节增强的短期记忆以及修复受损神经元的能力，这两个因素在健康衰老中起着重要作用，”分子生物学教授和刘易斯-西格勒综合基因组学研究所的科琳·墨菲说，她是普林斯顿格伦衰老研究中心的主任，也是这项研究的高级作者。“确定与蠕虫神经元健康相关的个体因素是了解人类神经元随年龄衰退的第一步。”

生活在土壤中的小蛔虫，秀丽隐杆线虫，含有决定衰老速度和衰老过程中整体健康状况的基因。其中一个遗传途径，胰岛素/IGF-1信号通路(IIS)的突变可以使蠕虫的寿命翻倍。在长寿的人身上也发现了类似的突变。

但是在成虫神经元中研究IIS突变是困难的，因为成虫有一层厚而持久的覆盖层来保护神经元。

普林斯顿大学的研究人员利用他们开发的一种新技术来打破坚硬的外层，成功地分离出成年神经元，这使得检测出受胰岛素/IGF-1信号通路调控的一组新基因成为可能。

“我们的技术使我们能够进行研究基因表达成人神经元是控制记忆和神经再生等认知方面的细胞，”墨菲说，他对衰老的研究部分由美国国立卫生研究院资助。“在这项工作之前，研究人员只能使用成年蠕虫或年轻蠕虫的个体组织来检查基因调控。”

这项工作使得共同第一作者Rachel Kaletsky和Vanisha Lakhina能够探索为什么长寿的IIS突变体随着年龄的增长保持记忆和神经元再生能力。到目前为止，胰岛素长寿途径的已知靶点主要位于蠕虫的肠道和皮肤，而不是神经元。Kaletsky是Lewis-Sigler研究所的博士后研究员，Lakhina是博士后副研究员。

Kaletsky研究出了从成虫体内分离神经元的新方法，并与Lakhina一起开始分析成虫体内的基因活性秀丽隐杆线虫第一次发现了神经元。他们发现，IIS突变蠕虫表达了使神经元工作时间更长的基因，这些基因与之前已知的长寿目标完全不同。他们还发现了一种负责成年蠕虫神经细胞(轴突)再生的新因素，这可能会对人类创伤性脑损伤产生影响。

墨菲说:“Kaletsky和Lakhina开发了一种新技术，将被整个蠕虫社区使用，所以它真的开辟了新的研究途径，甚至超越了我们在论文中描述的发现。”

其中一个新发现的基因fkh-9，在IIS突变体中调节增强的记忆和神经元再生。之前的研究只发现了另一种基因在突变体中调节神经元再生，证明了该技术在识别新的基因调节器方面的力量。研究人员还发现，在许多IIS突变体中，fkh-9基因的表达是长寿命所必需的，但它在神经元中没有发挥这种作用，这表明该基因控制着蠕虫的多种结果。

Murphy的实验室现在正在努力了解fkh-9是如何影响记忆、轴突再生和寿命的。该基因编码一种名为FKH-9的蛋白质，它是一种转录因子，这意味着它控制着其他基因的表达，很可能是一个更大的调控网络的一部分。FKH-9似乎还调节不同组织中的不同过程:它在人体中是必需的神经元用于记忆和轴突修复，但不适用于寿命。Murphy的团队正在研究FKH-9如何在不同的组织中调节这些不同的过程。

墨菲说，这项研究为IIS突变体如何控制不同组织中的基因表达以促进健康衰老提供了更完整的图景。

墨菲说:“fkh-9可能只是使用这种技术产生的令人兴奋的基因之一。”她说:“通过识别iis调节的神经元基因套件，有许多候选的后续研究，其中只有一小部分被描述得非常详细。”