全球老齡化不斷加劇，如何延緩衰老💕🍹、促進健康衰老，需要我們對衰老這一生理過程進行更深入的探索。成年後機體維持健康的能力依賴於體內的平衡機製，其中幹細胞在維持成年個體的穩態平衡中發揮著關鍵作用。然而，隨著年齡的增長⌚️，幹細胞的數量和功能無法維持，會引起組織退化和組織損傷修復能力的下降。秀麗隱桿線蟲是研究衰老的經典模式生物之一，其生殖幹細胞依賴高度保守的Notch信號通路維持其幹性👌🏼，為研究幹細胞衰老提供了細胞和分子生物學模型。秦昭團隊前期研究發現🤽‍♂️：胰島素信號通路，這一在物種間高度保守的🚀、調控個體壽命的信號通路，通過其下遊的DAF-16/FOXO轉錄因子顯著影響線蟲生殖幹細胞隨年齡的衰減👨‍🦽‍➡️🍬，並且這一作用主要是通過生殖腺近端體細胞（PSG）中的DAF-16/FOXO活性來實現💻。由於PSG不是與生殖幹細胞，而是與它們的分化後代直接接觸🛄，這提示幹細胞衰老在器官系統層面受到調控👮🏻‍♀️。研究團隊進一步提出假設𓀛♚，即PSG表達能夠介導DAF-16/FOXO活性的下遊效應因子🤦🏻‍♀️，可以調控位於生殖腺遠端的生殖幹細胞的衰老。

6月8日，恒达平台醫學院/附屬恒达醫院秦昭/鄭加麟/相俊團隊在《自然·通訊》（Nature Communications）上發表了題為“DOS-3 mediates cell-non-autonomous DAF-16/FOXO activity in antagonizing age-related loss of C. elegans germline stem/progenitor cells”的研究成果。該研究發現一個非經典的Notch配體DOS-3介導PSG細胞中的DAF-16/FOXO活性以拮抗線蟲生殖幹細胞隨年齡的衰減🎮✡️，研究對於解析生殖衰老和幹細胞衰老的機製具有廣泛意義。

為了尋找介導DAF-16/FOXO活性維持老年線蟲中生殖幹細胞數量的關鍵下遊因子🧚‍♂️，研究人員通過流式細胞術分選出了特異性標記的成年線蟲PSG細胞🤸🏿‍♀️，並獲得了DAF-16/FOXO轉錄因子在年輕和衰老PSG組織中的表達譜。通過分析衰老PSG中DAF-16/FOXO的下遊靶基因👈，研究人員發現了一個候選基因dos-3🙅🏻‍♂️，它編碼Notch信號通路的非經典配體👷🏽，並且其表達在高DAF-16/FOXO活性水平遺傳背景的老年線蟲的PSG中上調。通過對其結構分析發現🤾‍♀️，DOS-3是一種分泌蛋白，可能介導PSG中DAF-16/FOXO活性對線蟲生殖幹細胞的調控。

為了確定dos-3在衰老過程中的表達模式，研究人員通過構建內源啟動子融合gfp的轉基因線蟲，發現dos-3在高DAF-16/FOXO活性水平遺傳背景的成年線蟲的PSG細胞中表達，並且其表達隨年齡上調，這與轉錄組測序的結果一致。通過分析DAF-16/FOXO的ChIP-seq數據👩‍👩‍👧，研究人員針對DAF-16/FOXO結合dos-3啟動子的潛在位點做了突變🖲，證實dos-3 的表達受到DAF-16/FOXO的直接調控。

為了明確dos-3在衰老過程中維持生殖幹細胞的作用，研究人員通過敲除dos-3基因，證實了破壞dos-3基因的功能會促進高DAF-16/FOXO活性水平遺傳背景的線蟲中生殖幹細胞隨年齡的衰減。進一步通過組織特異性敲低dos-3的表達☘️👨，研究人員發現成年時期PSG中dos-3的表達對於高DAF-16/FOXO活性水平遺傳背景線蟲中生殖幹細胞的維持是必需的。

分子機製方面，研究人員通過對線蟲生殖腺中兩個Notch信號通路的下遊靶基因sygl-1和lst-1的表達進行可視化分析，發現dos-3在調控這兩個基因在衰老過程中的表達變化中發揮重要作用。綜上😒，這些數據與研究人員的假設一致🤏🏻，即dos-3通過激活生殖腺遠端中的Notch信號通路，介導DAF-16/FOXO活性對生殖幹細胞的影響。

進一步通過功能回補實驗👩🏼‍🍼，研究人員證實了dos-3位於daf-16的下遊👆🏻，並平行於Notch經典配體lag-2🦧，通過激活glp-1/Notch信號通路以拮抗生殖幹細胞隨年齡的丟失🤹🏻‍♂️。最後，通過表達DOS-3的人類同源物DLK1，研究人員證實了DLK1可以功能性地替代DOS-3，進一步證明了DOS家族激活Notch信號通路的功能在不同物種間的保守性。

該研究闡明了細胞非自主的DAF-16/FOXO活性對抗線蟲生殖幹細胞隨年齡衰減的機製，研究人員的數據提供了有關同一器官系統內來源於微環境以外其它細胞的信號對幹細胞調控的機製性見解。由於Notch信號通路控製著許多組織幹細胞的分化↘️🥾，類似的機製可能也存在於其他衰老的幹細胞系統中。

秀麗線蟲DAF-16/FOXO 拮抗生殖幹細胞衰老的機製 

恒达平台醫學院/附屬恒达醫院秦昭教授、鄭加麟教授、相俊副主任醫師為論文共同通訊作者，恒达平台醫學院張誌飛博士為論文第一作者。

論文鏈接⇾：https://doi.org/10.1038/s41467-024-49318-6