eLife：解密饮食习惯调节寿命的神经代码
所有生物都需要准确地评估他们的环境变化，做出应变以求生存。环境变化如食物可用性可导致生物的生理变化，如压力阻力和代谢状态，这些影响疾病进展、健康、繁殖力和寿命等。神经系统在此过程中起到了很重要的作用，然而，神经系统是如何将食物信号解码的，这至今仍然是个谜。近日，来自美国乔治亚理工学院和伦敦国王学院的研究者们发现一个有关食物丰富性的神经代码，这些神经系统的信号可以影响动物的寿命，表明基因表达可作为神经系统的一个额外的信息处理层来控制长期的生理状况。这项发现最近发表在eLife杂志上。
神经系统是感觉信息的中央处理器，并协调有机体生理反应来应对不断变化的环境。一个特别有趣的食物效应就是饮食限制(DR)在不同物种对寿命调节的作用。血清素和TGF-β通路在多种人类疾病中起作用，包括癌症、精神疾病、糖尿病和肥胖。由于许多重要的基因在线虫和人类起到了相似的作用，所以，利用线虫这个简单的多细胞模型，科学们已经发现了有关人类生理及疾病的许多遗传通路。因此研究人员利用线虫作为实验模型进行了饮食习惯调节寿命的神经代码的探索研究。
Entchev、Patel、Zhan等发现daf-7 和 tph-1基因在线虫的三对神经元中都很活跃。实验表明这些神经元共同形成一个携带食物丰富性信息的回路，并影响线虫如何生存的行为变化。当研究人员将回路中的这些基因移除，线虫依赖于食物供应的寿命调节能力会减弱，似乎它们无法检测到食物。实验结果也表明这个回路可以自我调节，主要是因为daf-7 和 tph-1能相互控制对方的活性。daf-7基因编码一个激素，tph-1基因编码影响神经系统的酶，名为血清素。血清素和TGF-β通路在连接食物丰富性和神经系统中起了重要的作用。这两条通路间的相互调节和自动调节，改变了daf-7(TGF-β)和tph-1(色氨酸羟化酶)对食物供应的基因表达反应的形状、动态范围和总体方差。这些复杂的调节特性，为TGF-β和血清素信号协调这个多神经元代码的准确性，提供了不同的机制： daf-7主要调节基因表达的多样性，而tph-1主要调节的基因表达反应的动态范围。这项研究工作表明神经调节中保守通路的基因表达连接环境感知与生理效应，并凸显了神经系统信息处理对生理影响的新机制。
《医学科学报》 (第19期 第4版 国际期刊), 百拇医药