讓你越來越強的應激反應的關鍵或為自噬作用

一項新的研究發現短暫的身體應激對健康和長壽有益，這關於一個稱為自噬的過程。自噬作用是延長壽命的關鍵，也對身體從暫時應激狀態下受益至關重要。

來源ZME Science撰文 Alexandra Gerea翻譯 榴槤君審校 Takeko

在患有亨廷頓氏舞蹈症的秀麗隱桿線蟲模型中，短暫的熱休克減少蛋白質聚集。[1]來源：CarolineKumsta博士

老話說的沒錯。生物學家在相當長的一段時間裡已經知道了，短暫輕度的應激可使簡單生物體和人體細胞在之後能夠耐受更多壓力。換句話說，那些沒能殺死你的東西（且不會造成永久傷害的東西）會讓你變得更強。現在，研究者認為他們終於知道了原因。關鍵是細胞自噬作用——細胞拆卸不必要或功能異常的組件的天然破壞機制。細胞通過回收利用細胞內舊的、破碎的或不需要的部分來重建新的部分。之前 Malene Hansen 博士就已經把自噬與長壽聯繫起來，他同時也是這項研究的通訊作者。

該研究團隊將線蟲於36℃的環境中飼養了一個小時，這溫度遠遠地高於通常在實驗室里的飼養溫度。這種條件當然不適宜線蟲的生長，但不危及生命。因為線蟲的研究簡單易行，研究人員很容易地證明了經過「桑拿」的線蟲，其自噬作用增加。

漢森實驗室（Hansen』s lab）的科學家及該研究的第一作者 Caroline Kumsta 博士說：「我們藉助一類用於研究基礎生物學的小型蠕蟲——秀麗隱桿線蟲（C. elegans），來研究自體吞噬在抗應激中的重要作用。秀麗隱桿線蟲是非常好的模型系統，因為它們是透明的，所以你可以很容易地觀察內部發生了什麼。它們的多數基因和分子信號通路與人類在功能上相似，而且它們僅存活幾周，這非常有利於對它們壽命的測量。

在這之後，他們推測這種應激反應或許可能幫助解決另外一個難題：對細胞生長過程非常不利的聚集蛋白質的積累。為了驗證這種推測，Kumsta 使用患有亨廷頓氏舞蹈症（Huntington disease）的秀麗隱桿線蟲模型設計了一個相似的實驗。亨廷頓舞蹈症是一種遺傳型疾病，隨著患者年齡增長，神經元蛋白開始粘黏在一起形成大的團塊，對細胞造成損傷。Kumsta 使患病線蟲處於熱應激的環境中，然後再研究線蟲體內蛋白的積累程度，得到了相似的實驗結果。

Hansen 表示，短暫的熱應激有助於緩解蛋白質聚集的發現非常令人興奮，因為這可能有助於開發出新的方法來減緩神經退行性疾病（如亨廷頓氏舞蹈症）病程的發展。該結果可能與阿爾茨海默病和帕金森氏症有關，它們同樣是由具有聚集傾向的蛋白質積累而引發。

那麼問題是：我們應該開始洗桑拿嗎？正如實驗室里的研究結果表明的：這只是一項線蟲的研究，但人體細胞很有可能會有相似的反應。

Kumsta 開玩笑說：「很多人問我們，這是否意味著他們可以開始蒸桑拿或是做高溫瑜珈，這可能並不是一個完全糟糕的想法——流行病學研究確實表明長壽與經常地洗桑拿有關。然而我們需要做更多的研究，來弄明白這是否像我們在線蟲上觀察到那樣，與熱應激引起的自體吞噬作用有利誘導有關。」

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論文基本信息

【題目】Hormetic heat stress and HSF-1induce autophagy to improve survival and proteostasis in C. elegans

【作者】Caroline Kumsta, Jessica T.Chang, Jessica Schmalz, Malene Hansen

【刊期】Nature Communications

【日期】15. Feb. 2017

【DOI】10.1038/ncomms14337

【摘要】Stress-response pathways have evolved to maintaincellular homeostasis and to ensure the survival of organisms under changingenvironmental conditions. Whereas severe stress is detrimental, mild stress canbe beneficial for health and survival, known as hormesis. Although theuniversally conserved heat-shock response regulated by transcription factorHSF-1 has been implicated as an effector mechanism, the role and possibleinterplay with other cellular processes, such as autophagy, remains poorlyunderstood. Here we show that autophagy is induced in multiple tissues of Caenorhabditiselegans following hormetic heat stress or HSF-1 overexpression.Autophagy-related genes are required for the thermoresistance and longevity ofanimals exposed to hormetic heat shock or HSF-1 overexpression. Hormetic heatshock also reduces the progressive accumulation of PolyQ aggregates in anautophagy-dependent manner. These findings demonstrate that autophagycontributes to stress resistance and hormesis, and reveal a requirement forautophagy in HSF-1-regulated functions in the heat-shock response, proteostasisand ageing.

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