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2023年11月13日,来自巴克衰老研究所的Julie K. Andersen教授、Gordon J. Lithgow教授等人在Nature Aging 杂志发表题为A drug-like molecule engages nuclear hormone receptor DAF-12/FXR to regulate mitophagy and extend lifespan的文章。该研究将转录诱导HLH-30/TFEB作为更可靠的指标来筛选具有增强ALP潜力的天然产物库,并在哺乳动物细胞培养中进行了初级筛选,发现香豆素(MIC)具有显著的延缓衰老延长寿命的功效。
TFEB是一种基本的螺旋-环-螺旋转录因子,是参与ALP基因的主要调控因子。与年龄相关的TFEB活性或表达下降会破坏ALP,直接导致多种与年龄相关疾病的发生。TFEB在不同物种中具有进化保守性,在秀丽隐杆线虫中它由HLH-30编码,且过表达HLH-30/TFEB可延长秀丽隐杆线虫寿命并显著改善健康状况。然而,目前仅进行了有限数量的化学筛选方法来寻找HLH-30/TFEB的诱导剂,但是这种方法效果并不理想,因为HLH-30/TFEB的核易位也可能发生在对细胞应激源的反应中,从而导致高假阳性。
为了确定适合中枢神经系统的TFEB转录诱导剂,研究人员使用N27神经元细胞系进行实验,在TFEB转染后,用天然产物文库中的30μM化合物处理细胞。通过发光测量,发现化合物MIC将TFEB启动子活性提高了6倍。这种增加与Tfeb和靶基因的mRNA水平升高相对应,包括Ctsa、Ctsd、Hexa和Mcoln1。此外,MIC也呈现出TFEB启动子活性的显著剂量依赖性增加。随后观察到喂食 MIC 的线虫肠细胞破碎增加,线粒体尺寸减小,且关键的促裂变基因 drp-1的 mRNA 增加,表明线粒体重塑。更重要的是,与对照组相比,实验组表现出更高的存活率,表明抵抗力增强。这些结果表明经过 MIC 处理的动物可能会增加线粒体自噬。最后研究人员探究MIC是否延长秀丽隐杆线虫的寿命,结果表明从成年期第1天起,MIC给药后的中位寿命显著增加,在所有试验中,MIC给药后的中位寿命累计延长了17%(20°C)和25%(15°C)。有趣的是,从成年期第1天到第7天,MIC给药后的中位寿命大幅延长,在多个实验中累计增加了40%(20°C)和35%(15°C)。然而,发育期间的MIC给药不影响寿命,表明其在发育后延长寿命。
总之,该研究发现 MIC 是一种有前途的类药物分子,它可以通过靶向 DAF-12/FXR 来增强线粒体功能并延长寿命。此外,该研究还发现 DAF-12/FXR 是 HLH-30/TFEB 和线粒体自噬的先前未知的上游调节因子。