生命学院童夏静组揭示早期信息素感知对神经元退行的影响

ON2023-06-08CATEGORY科研进展

67,爱游戏体育平台生命学院童夏静课题组在学术期刊Cell Reports上发表了题为“Early pheromone perception remodels neurodevelopment and accelerates neurodegeneration in adult C. elegans”的研究成果。该研究发现了早期发育时期的信息素暴露,被秀丽隐杆线虫(简称线虫)的嗅觉神经元感知、中间神经元整合,重塑神经系统发育,使成年后的线虫神经元中的类胰岛素信号激活,抑制巨自噬,最终促进神经元退行进程。

随着全球人口老龄化,衰老相关的神经退行性疾病给社会和家庭带来了沉重的负担。在神经退行性疾病,如帕金森综合征中,仅有10%受遗传因素影响,暗示着环境因素在调控神经元退行中发挥重要的作用。然而已有的研究主要聚焦于神经退行性疾病的遗传因素,环境因素如何作用于发生发展一直不清楚。

在诸多的环境因素中,信息素发挥着重要的调控作用。信息素是由动物个体分泌到体外的混合化学物质,可调控同种族其他个体的发育、生理和行为等。已有研究发现信息素促进两性之间的吸引和交配行为,可调控动物的衰老与寿命,但信息素是否可以调控神经元的退行还没有研究

本研究利用线虫的帕金森综合征与阿尔兹海默病模型研究信息素对神经退行的作用。研究发现幼年时期的线虫“宝宝”在有信息素的环境中成长一段时间,即使后期离开了这种信息素环境,它们成年后神经元的退行会加速。研究人员进一步发现了发挥作用的信息素分子(ascr#3ascr#10),筛选到了感知信息素的嗅觉神经元ASIASK,并发现两条信息素感知通路分别通过神经肽与谷氨酸突触传递被整合到中间神经元AIA上,激活了线虫“宝宝”成年后神经元中的类胰岛素通路,并抑制了巨自噬,最终促进了神经元的退行进程(图)。

本研究揭示了早期发育时期的化学环境暴露,哪怕是很短的过程,也会产生终身效应,调控成年后的神经元退行进程。越来越多的观点认为发育过程的经历会影响衰老过程中神经退行的进程,该研究为这种观点提供了理论依据,同时也为神经退行性疾病的预防与治疗提供了新的视角。


图. 早期发育时期信息素经历促进成年后神经元退化的机制 


爱游戏体育平台生命学院2019级硕博连读研究生彭静怡及原助理研究员刘绪卿为该论文的第一作者,生命学院助理教授童夏静为该论文通讯作者,爱游戏体育平台为第一完成单位。

论文链接:https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(23)00609-5