“白驹过隙，忽然而已”高通量蛋白质组揭示线虫衰老的秘密

景杰编者按：长生不老是人们一直以来的梦想，而长寿的一大阻碍就是衰老。因此衰老过程的机制一直为人们所关注，然而其复杂性、渐进性的特点却使得研究工作面临诸多挑战。而高通量蛋白质组技术的发展为各领域的研究者提供了强有力的工具。近来，加州大学旧金山分校的研究者在国际顶级期刊Cell Systems上发表了线虫衰老过程的蛋白质组学研究报道，发现过氧化物酶体相关的蛋白质在衰老过程中发挥重要作用。该研究还发现目前长寿的线虫突变体尽管表现出存活时间的延长，但是在蛋白水平并没有实现了真正的衰老延缓。景杰生物作为全球蛋白质组及蛋白质修饰领域的领跑者，可以为您提供从组学筛选到抗体定制的全套解决方案，为您的科研助一臂之力。

线虫由于具有较短的生命周期，一直是研究衰老过程的良好材料。利用线虫作为模式生物，人们已经发现了insulin/IGF-1等信号通路参与衰老的过程。然而，该领域仍然缺乏利用高通量蛋白质组学对衰老过程进行全面深入的分析的研究报道。最近，加州大学旧金山分校的研究者利用高通量蛋白质组的方法比较分析了不同生长阶段的线虫蛋白质组，发现了一系列与衰老相关的蛋白质和信号通路，对后续的机制研究具有重要的参考和借鉴意义。

在该研究中，作者分别取了3个不同的生长阶段——分别是成熟后1天、5天和10天的线虫作为实验材料，采用了SILAC标记的技术进行定量蛋白质组分析。作者一共鉴定到超过11,000种蛋白质，实现了对线虫蛋白质组的深度覆盖和解析（图1）。其中，有627个蛋白在不同年龄阶段的线虫中的表达量有显著差异。进一步的生物信息学分析表明过氧化物酶体、氨基酸代谢等过程可能在不同的衰老阶段中表现出显著的差异。

图1  基于SILAC技术的高通量蛋白质组分析鉴定到超过11,000种线虫蛋白

依据以上的分析结果，作者发现有大约30个下调的蛋白与过氧化物酶体的蛋白转入相关，包括PRX3、PRX5等（图2）。为了进一步证实这些蛋白改变的意义，作者在细胞中表达了定位于过氧化物酶体的GFP标签蛋白，通过荧光显微镜观察发现的确衰老过程中PRX-5的表达降低可以抑制蛋白被转入到过氧化物酶体中。

图2  过氧化物酶体转入蛋白的表达在衰老过程中下调

最后，作者希望验证是否这些衰老中差异的蛋白在经典的长寿命线虫模型中的表达情况。作者发现，只有部分蛋白的表达在长寿的Insulin/IGF-1突变模型中表达下调，其他很多蛋白的表达与在野生型中是相同的趋势。这表明这种突变模型尽管表现出延长的寿命，但是并不是各个方面都实现了真正的衰老延缓（图3）。

图3  长寿命模型线虫在蛋白质组层面并没有实现完全的衰老