60多年前，分子生物学家Sydney Brenner提出将线虫作为研究发育和神经生物学问题的模式生物。随着时间的推移，以线虫为模型的研究已经拓展到不同的生物学领域，特别是衰老的遗传学基础。

        线粒体作为真核生物最重要的细胞器之一，在物质和能量代谢、信号转导、细胞命运决定和细胞生存等方面发挥着多维作用。线粒体功能障碍是衰老以及衰老相关疾病的重要生物标志。在衰老过程中，线粒体基因突变积累，线粒体膜电位（MMP）丧失，活性氧（ROS）产生增加，生物能量合成能力下降，线粒体质量控制机制失调，蛋白稳态破坏，这些变化深刻影响着衰老的进程。

        然而，越来越多的研究发现，线粒体功能的轻微扰动往往会导致寿命的延长，这一看似矛盾的现象促使研究人员对线粒体应激如何调控衰老展开了一系列深入研究。而线虫因其易于饲养、寿命短、遗传背景清晰、遗传操作简单等优势，成为了研究线粒体应激和衰老的极佳模型。2023年2月28日，中国科学院遗传与发育生物学研究所田烨研究组受邀在Seminars in Cell and Developmental Biology杂志在线发表了题为“Mitochondrial stress and aging: Lessons from C. elegans”的综述文章。文章深入总结了近年来以秀丽线虫为模式动物，研究在线粒体应激状态下细胞通过激活线粒体未折叠蛋白反应以参与寿命调控的分子机理，并探讨了干预线粒体质量控制途径可以作为一种潜在延缓衰老的治疗策略。

        该综述首先总结了生理状态和衰老进程中线粒体的多重角色，并提出线虫作为研究线粒体应激调控衰老的模式动物的优势所在。当线粒体遭遇轻微损伤时，会通过促进线粒体ROS的产生以及激活线粒体未折叠蛋白反应（UPR^mt）以维持机体蛋白稳态，文章重点总结并讨论线虫中线粒体ROS与寿命之间的关系以及细胞自主性和非自主性UPR^mt对线虫衰老以及生理健康的调控机制。鉴于UPR^mt与寿命调控的关系存在一定争议，本文也探讨了UPR^mt调控的复杂性以及未来相关领域研究需要注意的问题。该论文还总结了线粒体DNA（mtDNA）与衰老的关系，并讨论了直接干预线粒体以延缓衰老的潜在策略。

        遗传发育所已毕业博士生陈鹏为该论文第一作者，在读博士生张乐源也参与了该论文的撰写，田烨研究员和南京大学陈迪教授为该论文的通讯作者。相关工作得到科技部国家重点研发计划、中科院战略性先导科技专项、中科院稳定支持基础研究领域青年团队计划及国家自然科学基金的资助。

        文章链接：https://doi.org/10.1016/j.semcdb.2023.02.010

 

 

图：轻微的线粒体应激延长线虫的寿命