Redox Biology: 线粒体源氧化还原信号调节KLF-1促进秀丽线虫寿命

从酵母到高等哺乳动物，有限数量的基因操作和治疗可以延长多种物种的寿命。尽管这些操作的起源截然不同，但它们似乎都激活了长寿保证途径，最终通过切换到替代代谢程序或通过刺激细胞保护机制，最终导致对各种压力的抵抗力增强。增强韧性导致寿命延长的概念并不新鲜，然而，人们对衰老过程中调节应激抵抗的分子机制知之甚少。

图片来源: https://doi.org/10.1016/j.redox.2022.102533

近日，来自德国的研究者们在Redox Biology杂志上发表了题为“Mitochondria-originated redox signalling regulates KLF-1 to promote longevity in Caenorhabditis elegans”的文章，该研究强调了氧化还原调节信号作为线虫长寿诱导途径的关键调节因子的重要性，并将精确计时的线粒体来源的过氧化氢定位在其中。

线虫线虫由中度线粒体功能障碍引起，氧化还原代谢的改变与线虫寿命的延长有关，尽管潜在的信号级联在很大程度上尚不清楚。在此之前，研究者发现转录因子Krüppel-like factor-1(KLF-1)是线虫长寿突变体中细胞保护长寿保障途径的主要调节因子。

在本研究中，研究者证明了KLF-1转位到细胞核和信号级联的激活依赖于发育后期线粒体衍生的过氧化氢(H_2O_2)，此时是有氧呼吸和体细胞线粒体生物发生的高峰期。研究者进一步证明，线粒体诱导的超氧化物歧化酶-3(SOD-3)和电压依赖的阴离子通道-1(VDAC-1)是促进生命的过氧化氢信号所必需的，而过氧化氢还蛋白-3(PRDX-3)进一步调节了这一信号通路。

细胞质中过氧化氢释放的增加激活了p38MAPK信号级联反应，从而诱导KLF-1易位到细胞核，并激活了线虫长寿促进基因的转录，包括细胞保护性细胞色素P450氧化酶。

线粒体H_2O_2的释放依赖于SOD-3、PRDX-3和VDAC-1，KLF通过p38MAPK，尤其是PMK-3向胞核转运

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综上所述，这些结果确定了线虫线粒体突变体长寿所必需的氧化还原信号级联，它依赖于线粒体过氧化氢信号、氧化还原酶SOD-3和PRDX-3以及OMM转运蛋白VDAC-1。一旦进入细胞质，过氧化氢就激活压力诱导的p38MAPK信号级联，这是线虫KLF-1转位到细胞核和激活细胞保护性寿命保证计划所必需的。

本研究数据进一步突出了更多研究的明显需要，这些研究更多地关注氧化应激以外的ROS信号的机制深入研究，这些研究将跨越不同的物种，并可能确定与年龄相关的疾病的潜在治疗靶点。（生物谷 Bioon.com）

参考文献

Johannes CW Hermeling et al. Mitochondria-originated redox signalling regulates KLF-1 to promote longevity in Caenorhabditis elegans. Redox Biol. 2022 Dec;58:102533. doi: 10.1016/j.redox.2022.102533.