饥饿蠕虫体内,科学家发现衰老开关,为攻克癌症与衰老提供新钥匙

在饥饿的蠕虫体内,科学家意外发现了一个控制全身衰老的分子开关!这个叫做TFEB-TGFβ轴的开关,就像生物体的"生命暂停键",一旦被关闭,细胞就会加速老化。
这项突破揭示:饥饿本该让人重生,当营养传感器失灵,细胞却坠入衰老深渊,这为对抗衰老和癌症打开了崭新的大门。
研究人员用微小的秀丽隐杆线虫做实验,它们和人类有相似的生物机制。当蠕虫长期饥饿后重新进食,正常情况下干细胞会启动修复,让身体恢复活力。

科学家们通过基因手段关掉TFEB因子后,发现蠕虫再吃食物时,反立刻陷入严重衰退状态。这些蠕虫的干细胞不再分裂,整个机体进入一种类似冬眠有害的停滞。
观察这些蠕虫细胞,科学家们看到它们迅速积累DNA损伤,就像是机器不断磨损,核仁结构异常膨胀变得笨重。
线粒体开始溢出大量活性氧分子,这些分子像化学炸弹一样侵蚀细胞内部。同时炎症信号被过度激活,引发全身红肿反应,整个蠕虫仿佛在加速变老。
这些现象复制了哺乳动物的衰老标志,包括在实验室小鼠身上常见的细胞老化特征。
主导研究的安特比教授解释说:"TFEB是细胞的营养传感器,当它运作正常,饥饿后细胞能重建健康。"在实验中,他们用遗传工程关闭TFEB,相当于把蠕虫的营养感应器拔掉。

蠕虫的身体误以为饥饿还在持续,实际上食物已到,这种错位信号引发连锁混乱。这类似于一个司机在加油口堵塞时踩油门,结果车子反爆胎卡死。
深入机制发现,TFEB的缺失引发另一个关键分子TGFβ的信号暴走。TGFβ是生长因子,本该在营养充足时才激活细胞生长。
在TFEB关闭的情况下,TGFβ被错误地疯狂启动,对细胞发出强烈的"长大"指令。此时细胞没有能量供应,TGFβ的指令却逼着它们盲目运动,导致DNA断裂和氧化应激。研究人员描述这是"矛盾风暴",将细胞推入不归路。
进一步实验揭示,TFEB-TGFβ轴在所有动物的进化中都高度保守。在蠕虫模型中,科学家进行大规模基因筛选,找到能逆转这种衰老的突变体。
例如,改变TGFβ通路的一个关键基因daf-1,蠕虫的寿命显著延长数倍。这些突变证明TFEB-TGFβ是一个核心调控枢纽,连接营养感知和细胞命运。
当团队研究癌症模型时,发现有癌细胞也利用这同一开关"装死"。癌细胞在化疗攻击下,能激活TFEB-TGFβ轴进入休眠状态,停止增殖躲过药物。
这被称为"滞育",类似于暂停按钮让癌症暂停生长。例如,在实验室培养的黑色素瘤细胞中,高水平TFEB表达帮助癌细胞降低新陈代谢,减少药物敏感性等待复苏。
科学家们强调,这项发现的关键创新是构建了首个活体衰老模型。传统研究在培养皿中进行,蠕虫作为完整生物系统,让科学家实时观察衰老过程在器官间的互动。通过显微镜追踪,他们捕捉到肌肉组织和神经如何同步衰退,这比单细胞实验更接近人体现实。这个模型能高通量测试药物,比如筛选出那些能修复TFEB功能的化合物。
实验中重现的数据显示,当TGFβ信号失调时,蠕虫细胞的端粒酶活性下降,端粒结构如生物时钟迅速缩短。

同时衰老相关分泌表型SASP被激活,细胞释放大量炎性因子影响周围组织。这些机制在人类衰老疾病中有对应作用,比如阿尔茨海默病脑细胞的类似损伤常来自TGFβ紊乱。
更广泛地,TFEB-TGFβ轴在癌症休眠中的作用解释了耐药性。癌细胞通过这个轴停在高空状态,减少能量消耗避免死亡。
研究人员观察到,在复发的肿瘤中,这一通路的异常是隐藏的元凶。这些发现为理解衰老和癌症提供了统一框架,过去认为它们是不同领域,现在证明共享一个开关。
技术的成功归功于系统操控,团队通过光遗传工具精确控制蠕虫TFEB的开关时间点。在饥饿后几个小时关闭它,细胞衰退就闪电般发生;稍早前操作,效果完全不同。这种时间分辨控制揭示了开关的敏感性,帮助制定干预靶点。实验室现在正扩展测试到其他物种验证机制广度。