《Aging Cell》:Selection for Postponed Senescence in Drosophila melanogaster Reveals Distinct Metabolic Aging Trajectories Modifiable by the Angiotensin-Converting Enzyme Inhibitor Lisinopril
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本研究通过实验进化模型揭示,选择延迟繁殖的长寿果蝇(O品系)能维持年龄相关的代谢稳定性,而未经选择的对照品系(B品系)则出现代谢率上升、线粒体功能受损及单碳代谢紊乱等衰老特征。血管紧张素转换酶(ACE)抑制剂赖诺普利可逆转B品系雌蝇的代谢率升高趋势,表明肾素-血管紧张素系统(RAS)在代谢衰老中具有关键调节作用,为靶向代谢干预延缓衰老提供了新视角。
引言
实验进化研究表明,通过选择雌性果蝇(Drosophila melanogaster)延迟繁殖可显著延长其寿命,支持了衰老的进化理论——早期繁殖投入与晚期躯体维持之间存在权衡。长寿品系“O”是通过数百代对雌性晚期繁殖的选择培育而成,其寿命较未经过选择的对照品系“B”延长一倍。基因组学比较发现,O品系在应激反应、免疫功能和代谢调节相关基因中存在差异,尤其是线粒体ATP合成酶α亚基编码基因bellwether的启动子变异。近期代谢组学研究进一步揭示,早期繁殖选择会导致加速衰老和广泛的代谢重塑。本研究通过整合生理学、代谢组学和药理学分析,探究衰老轨迹的代谢基础及其对药物干预的响应。
材料与方法
果蝇品系与培养:实验采用Rose(1984)建立的O品系(选择延迟繁殖)和B品系(未选择对照),在标准培养基中饲养。测定年轻(3–5天)、中年(18–20天)和老年(5周)果蝇的氧气消耗速率(代谢率指标),并利用超高效液相色谱-质谱(UPLC-MS/MS)进行非靶向代谢组学分析。赖诺普利(1 mM)持续给药至测定时间点。
代谢率测定:通过24孔板呼吸测量系统记录个体果蝇的氧气消耗,数据以μmol O2/min/mg体重表示。使用线性混合模型分析品系、年龄、性别和处理的效应。
代谢组学分析:样本经甲醇提取后分为四个分析组分,通过正负离子模式电喷雾电离(ESI)检测。化合物鉴定基于保留指数、精确质量(±10 ppm)和MS/MS谱匹配。数据经DNA浓度标准化后,进行主成分分析(PCA)、随机森林分析(RFA)和通路富集分析。
结果
代谢率揭示衰老轨迹差异
雄性果蝇代谢率整体比雌性高23%(p=0.0011)。年龄对代谢率有显著影响(p=0.0014),但品系与年龄存在交互作