對機體來說一氧化氮是一種多才多藝的氣體,有助于增加血流、傳遞神經(jīng)信號和調(diào)節(jié)免疫功能?,F(xiàn)在一項新研究顯示,一氧化氮還能夠延長壽命,增強生物抵抗環(huán)境壓力的能力。
線蟲Caenorhabditis elegans被廣泛用于衰老研究,新研究顯示當(dāng)線蟲以生產(chǎn)一氧化氮的細(xì)菌為食時,壽命得到顯著延長。這說明,我們機體內(nèi)生活著的大量微生物(微生物組)可能由此對人體健康產(chǎn)生重要影響。
隨著年齡增長,我們自身的一氧化氮水平逐漸下降,而這會導(dǎo)致正常衰老,領(lǐng)導(dǎo)這項研究的紐約大學(xué)教授Evgeny Nudler說。他認(rèn)為,人體內(nèi)的微生物能夠為人體提供一些一氧化氮,從而促進(jìn)機體健康。
“通過線蟲研究,我們了解到被細(xì)菌利用的一氧化氮,對其宿主也是有益的,對人類腸道來說也是如此?!盌r. Nudler說?!昂芸赡埽辽僭谀c道內(nèi),我們的共生菌控制著一些基因,保護細(xì)胞抵御壓力和衰老相關(guān)的退化?!惫采鷮ζ渌拗饔幸?。
盡管人類和其他許多生物都具有產(chǎn)生一氧化氮的酶,但線蟲沒有。枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)不僅是線蟲的食物,也是生活在線蟲腸道的普通共生菌。Dr. Nudler及其團隊在二月十四日的Cell雜志上發(fā)表文章,指出線蟲能夠搶奪枯草芽孢桿菌的一氧化氮,而這也使以枯草芽孢桿菌為食的線蟲比以大腸桿菌為食的線蟲壽命長50%,大腸桿菌不產(chǎn)一氧化氮。
研究人員將線蟲分為兩組,一組喂以產(chǎn)一氧化氮的枯草芽孢桿菌,一組喂以敲除了一氧化氮合成基因的突變型枯草芽孢桿菌,發(fā)現(xiàn)第一組線蟲的壽命比第二組長15%。研究人員還通過熒光標(biāo)記展示,線蟲自己不生產(chǎn)一氧化氮,當(dāng)它們以正??莶菅挎邨U菌為食時,一氧化氮熒光信號才會出現(xiàn)在它們體內(nèi)。
研究還顯示,枯草芽孢桿菌生產(chǎn)的一氧化氮進(jìn)入線蟲組織,激活了65個基因。其中一些基因涉及了對壓力的抗性、免疫應(yīng)答和壽命延長,其他還有一些基因的功能未知。重要的是研究人員發(fā)現(xiàn),兩個著名的調(diào)節(jié)蛋白hsf-1和daf-16,是這些基因激活所必須的。
“我們發(fā)現(xiàn),線蟲體內(nèi)細(xì)菌產(chǎn)生的一氧化氮氣體擴散進(jìn)入線蟲組織,并通過兩個主要調(diào)節(jié)子激活一系列特殊基因,由此提高線蟲對壓力的抗性,延長線蟲的壽命,” Dr. Nudler說?!耙粋€生物產(chǎn)生的小小分子,能夠通過直接信號傳導(dǎo)對另一種生物產(chǎn)生如此大的生理影響,這很驚人?!?br>Dr. Nudler'實驗室曾發(fā)現(xiàn),危險的致病菌能夠利用一氧化氮抵抗抗生素?,F(xiàn)在他們又發(fā)現(xiàn),共生菌生產(chǎn)的一氧化氮能為宿主帶來多種益處。而研究顯示,一氧化氮只是枯草芽孢桿菌生產(chǎn)的多種有益分子之一。研究人員計劃利用線蟲模型,進(jìn)一步研究共生菌促進(jìn)宿主健康和延長壽命的機制。