Nature Aging： Blue Pippin用于 piRNA调节体细胞促衰老信号研究

2026-02-02 16:46:11

背景：

长寿具备可塑性，且受外部因素（例如饮食）和内部因素（例如生殖需求）共同影响。生殖细胞和体细胞之间的信号传递可以使个体对生理和环境挑战做出协调反应。生殖系统是通过抗衰老与促衰老信号相互竞争来实现体细胞衰老调节。去除生殖细胞系（germline removal）会通过包括胰岛素和帕霉素信号通路在内的保守途径延长体细胞寿命，而生殖细胞系过度活跃（germline hyperactivity）则通过未知机制来缩短寿命。

piRNA（PIWI-interacting RNA），是一种长25～33nt的非编码RNA，通过与PIWI蛋白相互作用而发挥作用。piRNA主要在生殖系统中表达，与基因组稳定性保持、表观遗传学调节、生殖干细胞分化、胚胎发育和多种疾病的发生、发展密切相关。

2023年1月，新奥尔良大学 Shi Cheng 和普林斯顿大学 Coleen Murphy 在 Nature 子刊 Nature Aging 上发表了题为：piRNAs regulate a Hedgehog germline-to-soma pro-aging signal 的研究论文。

作者在秀丽隐杆线虫中发现了一个piRNA-Hedgehog信号通路，交配诱导的生殖细胞过度活跃会下调piRNA，使某些Hedgehog配体脱靶，从而加速解除对Hedgehog相关基因的抑制，如编码基因wrt-1和wrt-10。Hedgehog将生殖细胞系状态传递给体细胞，导致交配诱导的体细胞萎缩和死亡。其中，作者对已交配或未交配的雌雄同体秀丽隐杆线虫的生殖细胞系进行了mRNA和小RNA测序，以确定在已交配的雌雄同体中差异表达的基因和非编码RNA，发掘衰老机制。

研究表明Hedgehog信号通路由piRNA调控，以编码先前未知的生殖细胞促衰老信号。交配诱导生殖细胞piRNA下调以及随后Hedgehog通路向体细胞发出的信号使机体能够根据生殖细胞需求调整体细胞资源分配，优化繁殖时机和存活率。

交配诱导的piRNA通路变化数据

Shi, Cheng, and Coleen T. Murphy. "piRNAs regulate a Hedgehog germline-to-soma pro-aging signal." Nature Aging 3.1 (2023): 47-63.

作者利用序列同源性通过生物信息学识别了一组可能的分泌蛋白，这些蛋白在交配的雌雄同体的生殖细胞系中被错误调节。通过对其中13个分子的靶向筛选，作者确定了两种Hedgehog样配体——WRT-1和WRT-10，这两种配体足以导致生殖细胞系收缩，并且是交配对寿命的有害影响所必需的。特别是，敲低wrt-1基因，能够消除50%的交配对寿命缩短的影响。

文中small RNA测序部分使用Pippin系列全自动核酸电泳片段回收系统进行small RNA精准回收，干净去除引物二聚体，揭示了piRNA-Hedgehog信号通路的非常规作用，以及Hedgehog信号在调节寿命和体细胞维持中的新作用。

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