你是否想过,父母的生活习惯不仅影响自己,还可能改变子孙后代的寿命?近日,一项发表于 《Science》 的前沿研究给出了肯定的答案:溶酶体——作为细胞内的“代谢指挥中心”,能够通过调控表观基因组,将长寿的“记忆”传递给后代。这项研究以秀丽隐杆线虫为模型,揭示了一个从肠道到生殖系的跨代长寿信号通路。
🔍 研究背景:溶酶体不只是“垃圾处理厂”
溶酶体长期以来被认为是细胞内的“回收站”,负责降解废物。但近年研究发现,它还是一个信号枢纽,能感知营养状态、调控代谢通路,进而影响寿命。已知的几条关键通路包括:
LIPL-4:溶酶体脂肪酶,促进脂质分解
AMPK:能量感应蛋白,促进长寿
mTORC1:营养感应复合物,抑制长寿
然而,这些信号如何跨越代际,影响后代的寿命,一直是个未解之谜。
🧬 关键发现一:溶酶体脂解激活组蛋白修饰,推动跨代长寿
研究人员发现,在肠道中过表达 LIPL-4 的线虫不仅自己活得更长,它们的后代(即使不携带该基因) 也显著延长寿命,这种效应可持续到 F3 代。进一步分析发现,这些长寿线虫体内 H3K79 甲基化水平显著上升——这是一种与基因激活相关的组蛋白修饰。
💡 也就是说,溶酶体脂解通过改变组蛋白修饰,留下了“长寿印记”。
🧬 关键发现二:组蛋白变体 H3.3(HIS-71)是关键中介
研究人员通过整合 ChIP-seq 和 RNA-seq 数据,锁定了一个关键基因:his-71,它编码组蛋白变体 H3.3。
H3.3 比普通组蛋白更容易被甲基化
在 LIPL-4 过表达的线虫中,his-71 在肠道中表达上升
敲除 his-71 后,长寿效应消失
更惊人的是:HIS-71 蛋白可以从肠道运输到生殖系的卵细胞中,依赖于卵黄蛋白受体 RME-2——就像“快递系统”一样,把长寿信号传递给下一代。
🧬 关键发现三:生殖系特异的甲基转移酶 DOT-1.3 是执行者
H3K79 的甲基化由 DOT-1.3 催化。研究发现:
DOT-1.3 只在生殖系表达,不在肠道
敲除 dot-1.3 会取消 LIPL-4 带来的长寿效应
仅在生殖系过表达 dot-1.3 就足以延长寿命
这表明:肠道发出的信号,最终在生殖系通过组蛋白甲基化“固化”为可遗传的记忆。
🔁 其他溶酶体通路也走这条“长寿通道”
除了 LIPL-4,其他已知的长寿通路也通过类似的机制:
抑制 mTORC1(raga-1突变)
激活 AMPK(aak-2 溶酶体定位)
甚至饥饿处理
都能上调 his-71 和 H3K79me2,并且这些效应都依赖于 SKN-1 转录因子 和 DOT-1.3。
🧩 总结模型:一条全新的“肠-生殖轴”表观遗传通路
研究者提出一个全新模型:
溶酶体激活 → 肠道中HIS-71表达上升 → HIS-71转运至生殖系 → DOT-1.3催化H3K79甲基化 → 表观遗传信息跨代传递 → 后代寿命延长
这一通路揭示了体细胞(肠道)与生殖细胞之间通过组蛋白运输与修饰实现信息传递的崭新机制。
模型示意图
🌍 科学意义与展望
这项研究首次揭示:
溶酶体–表观基因组–跨代寿命之间的直接联系
组蛋白变体 H3.3 的跨组织运输是表观遗传继承的新机制
肠道与生殖系之间的信号对话可调控后代性状
这为理解代谢记忆、衰老、跨代表观遗传提供了全新视角。未来或许能通过调控溶酶体信号,开发延缓衰老、干预遗传性疾病的新策略。
📚 参考文献:
Zhang Q, Dang W, Wang MC. Lysosomes signal through the epigenome to regulate longevity across generations. Science. 2025 Sep 25;389(6767):1353-1360. doi: 10.1126/science.adn8754.
✨ 生命不止一代,代谢的记忆,或许比你想象的更深远。
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