天然產(chǎn)物多球殼菌素延長裂殖酵母壽命的部分機制研究.pdf

1、衰老是生物體維持分子、細胞或個體水平生理完整性能力的逐步喪失，表現(xiàn)為細胞或生物體對各種壓力和疾病的抗性逐步下降的生物學過程。衰老幾乎發(fā)生于每個物種中，人類也不例外。人類衰老集中體現(xiàn)在機體對衰老相關(guān)疾病（包括心血管疾病、Ⅱ型糖尿病、神經(jīng)退行性疾病及癌癥等）的抗性減弱及死亡率的增加。近年來研究顯示，衰老本身是導致衰老相關(guān)疾病最主要的風險因子，且發(fā)現(xiàn)衰老和衰老相關(guān)疾病的發(fā)生發(fā)展有共同的分子調(diào)控機制。衰老是一個多因素控制的復雜表型，近年研究認為

2、:衰老是可調(diào)控的（如通過遺傳干擾、營養(yǎng)干涉、藥物處理等方式可調(diào)控衰老）。其中，對抗衰老活性分子/藥物的研發(fā)因其理論上的可行性和實際應用中的可控性正成為當前衰老及衰老相關(guān)疾病領(lǐng)域的研究熱點。從天然產(chǎn)物中篩選高效、副作用小且廣譜的抗衰老活性分子是當前延緩衰老及衰老相關(guān)疾病的主要策略。
　　前期研究發(fā)現(xiàn)天然產(chǎn)物多球殼菌素（一種神經(jīng)鞘脂合成特異性抑制劑）能夠延長模式生物芽殖酵母的壽命，而裂殖酵母在進化上更接近哺乳動物，且在形態(tài)和遺傳上與芽

3、殖酵母有顯著差異的另一種模式生物，本研究考察了多球殼菌素對裂殖酵母壽命的影響，并進一步研究了其調(diào)控細胞壽命的相關(guān)機制。
　　本研究首先檢測了不同濃度多球殼菌素處理對野生型裂殖酵母細胞生長的影響，發(fā)現(xiàn)多球殼菌素能呈現(xiàn)劑量依賴性地抑制細胞生長。隨后通過三種方法（克隆計數(shù)法、點分析法、熒光染色法）檢測多球殼菌素對裂殖酵母壽命的影響，顯示多球殼菌素處理呈劑量依賴性地延長了裂殖酵母細胞壽命。通過檢測多球殼菌素對裂殖酵母多種細胞過程的影響，發(fā)

4、現(xiàn)多球殼菌素處理顯著增強裂殖酵母細胞的熱壓抗性、氧化壓力抗性、酸性壓力抗性、鹽離子抗性以及重金屬離子抗性，顯著降低胞內(nèi)活性氧(reactive oxygen species，ROS)的水平，增加胞內(nèi)糖原與海藻糖的含量。
　　本研究通過檢測Sty1△和Pyp1△以及相應野生型菌株WT在是否加藥情況下的壽命和熱壓抗性，發(fā)現(xiàn)多球殼菌素能夠延長WT和Pyp1△的壽命和熱抗，而不能夠延長Sty1△的壽命與熱抗，結(jié)果表明Sty1在多球殼菌素介

5、導的壽命延長中發(fā)揮重要作用。進一步檢測多球殼菌素對WT酵母細胞的Sty1蛋白表達和磷酸化水平的影響，發(fā)現(xiàn)多球殼菌素能夠增加Sty1蛋白的表達，不能夠增加Sty1蛋白磷酸化水平，表明多球殼菌素介導的細胞壽命延長雖依賴于Sty1（主要通過增強Sty1蛋白表達實現(xiàn)），但并不依賴于Pyp1及其介導的Pyp1-Sty1磷酸化而實現(xiàn)。
　　綜上，多球殼菌素保守性地延長了裂殖酵母壽命，其延長細胞壽命的機制包括:增強細胞壓力抗性、促進糖原和海藻糖