识别调节果蝇肠道与大脑之间通信的途径突显了进一步探索某些药物,特别是GLP-1激动剂,如何用于对抗人类肥胖和糖尿病的必要性。
布朗大学的研究团队发现,在果蝇肠道中产生的一种神经肽激素在管理其寿命方面起着重要作用。
这项研究在《PNAS》上分享,科学家们指出,具有潜在的对人类健康的影响——尤其是针对糖尿病和肥胖的新药物正在流行,这些药物关注于肠道激素,类似于果蝇中发现的激素。
在过去的20年里,布朗大学生物学教授马尔克·塔塔尔(Marc Tatar)与老化生物学中心合作,研究激素如胰岛素和类胰岛素生长因子(IGF)如何影响果蝇的衰老。
塔塔尔表示:“已知减少胰岛素和IGF信号传导可以减缓衰老并延长果蝇的寿命。”
塔塔尔的衰老研究结合了生态学和进化生物学的视角,反映了老化生物学中心的跨学科特性。他的团队一直在研究一种名为神经肽F(NPF)的激素,该激素在果蝇的肠道中产生,并在饮食摄入后释放到血液中。
在他们发表在PNAS上的研究中,他们开发了遗传技术以降低果蝇肠道产生NPF的能力,从而减少胰岛素的释放。随后,他们追踪了NPF从肠道到大脑的运动,并将其与果蝇的营养摄入联系起来。
研究人员发现,减少肠道NPF导致果蝇寿命的延长。同样,阻断大脑中的NPF受体(它影响另一种激素——幼虫激素)也延长了寿命。他们得出结论,肠道NPF通过整合营养评估、胰岛素信号传导和幼虫激素的产生在调节果蝇的衰老过程中发挥作用。
塔塔尔解释说:“我们展示了这些机制如何相互作用以调节寿命。”
目前,研究团队正在进行进一步测试,以观察提高NPF分泌和因此提高果蝇胰岛素水平的影响。
塔塔尔补充道:“根据我们在PNAS中的研究结果,我们认为果蝇中肠道NPF的过度产生可能会对衰老产生负面影响并缩短寿命。”
尽管果蝇是小而简单的生物,塔塔尔指出它们与人类有许多遗传相似性,并且人类中有相应的激素执行类似的功能。深入了解果蝇中的衰老过程可能会为我们提供有关人类衰老的宝贵信息。
虽然人类不产生NPF或幼虫激素,但他们确实产生胰岛素并分泌影响胰岛素水平的肠道激素,如胰腺多肽Y(PPY)和胰高血糖素样肽-1(GLP-1)。GLP-1与NPF属于同一家族的激素;它们都被称为肠促胰素,因为它们可以刺激胰岛素的释放。
近年来,对GLP-1激动剂的研究急剧增加,它们模仿人类中的GLP-1,并促使胰腺释放胰岛素。
塔塔尔的研究小组总结道,考虑到像GLP-1激动剂这样的增强胰岛素的药物在管理糖尿病和肥胖方面的重要性,结合他们关于果蝇中胰岛素与衰老的关系的发现,调查其对人类衰老的影响可能是必要的。
塔塔尔表示:“果蝇是人类生物学的优秀模型,但我们需要将这项研究扩展到小鼠,并设计研究以调查GLP-1激动剂与衰老的关系。这将需要时间,但这是向前迈出的重要一步。”
这项研究得到了国家卫生研究院(R01AG059563、R37 AG024360、R21AI167849)和捷克科学基金会的资助支持。