《科学日报》（Science Daily）2010-5-7——托马斯杰弗逊大学（ThomasJefferson University）生物化学与分子生物学系的研究者发现，一种名为线虫（C. elegans）的小型蛔虫体内的一种单一蛋白的水平决定了线虫的寿命长短。出生时没有这种“抑制蛋白”（arrestin）的线虫，比正常线虫的寿命要长大约三分之一；而“抑制蛋白”含量为正常线虫三倍的线虫，寿命却比正常线虫要短三分之一。

线虫（供图: Bob Goldstein, UNC ChapelHill / Wikimedia Commons）
这组研究者同时还发现，“抑制蛋白”与细胞内的其他多种蛋白协同作用，共同控制寿命的长短；具有同样功能的一种人类蛋白质是磷酸酯酶蛋白（PTEN），一种众所周知的肿瘤抑制蛋白（tumor suppressor）。这项研究即将发表在《生物化学杂志》（Journal of Biological Chemistry）网络版上，并被该杂志选为“本周最佳论文”（Paper of the Week）——入选论文的排名被认为处于所有已发表论文的前百分之一。
托马斯杰弗逊大学生物化学与分子生物学系主任杰弗里·贝诺维奇（JeffreyL. Benovic）教授说，由于线虫的大部分蛋白在人类当中都拥有对应的同源蛋白，所以这些在线虫中得到的发现，可能与人类生物学以及对癌症发展的理解都存在某种关联。
“虽然人类生物学的确更加复杂，但是我们在线虫中发现的这种‘抑制蛋白’与寿命之间的联系表明，类似的相互作用在哺乳动物中同样能够发生。我们需要进行大量的研究去打通这两类动物之间的通路，这正是我们的最终目标，”贝诺维奇博士说。
研究者之所以选择线虫作为研究对象，是因为线虫提供了一个相对简单的系统，使研究者能够研究那些与人类生物学相关联的基因和蛋白的功能。比如，这种线虫只有一个产生“抑制蛋白”的基因，而人类拥有四个这样的基因。线虫只有302个神经元，而人类大脑中则有大约1000亿个神经元（所以选择线虫进行研究更为简单）。此外，线虫相对较短的寿命——两到三个星期——使研究者能够及时观察“抑制蛋白”对寿命长短的影响（而人类寿命相对较长，研究者则无法进行这样的观察）。
贝诺维奇博士与这项研究的第一作者——博士后研究人员艾米·帕尔米泰萨（AimeePalmitessa）博士，研究了由G蛋白偶联受体（G protein-coupled receptor）激活的信号通路。这些受体与所有染色体、感觉刺激（比如光，气味和味道）、神经递质等物质相连，然后这些物质将激活细胞内的一个信号级联。这些受体调节了很多生理过程，并成为市场上一多半养生药物所瞄准的目标。
“当说到受体时，线虫体内的受体实际上比人类更为复杂，”贝诺维奇博士说。“人类拥有大约800种不同的G蛋白偶联受体，而线虫拥有的数目大约是1800种。这种数目的不同取决于这些受体对感觉刺激以及各种神经递质和染色体的反应。”
“抑制蛋白”最初被发现时，被认为是用来关闭细胞内G蛋白偶联受体的激活。“这个名字来源于这一事实，即它们抑制了受体的活动；所以线虫为我们提供了一个良好的途径，去研究单一的‘抑制蛋白’如何与蛋白质受体协同作用，”贝诺维奇博士说。人类四个“抑制蛋白”中的两个致力于调节对视觉刺激作出反应的受体，而另外两个则致力于调节大部分其他的受体。
在这项研究中，帕尔米泰萨博士敲除了线虫控制单一“抑制蛋白”的基因，以考查缺少“抑制蛋白”将会发生什么；同时她出乎意料地发现，这些线虫的寿命显著地延长了。她还发现线虫中过度表达的“抑制蛋白”将会缩短它们的寿命。“‘抑制蛋白’的含量少一些比较好——至少对线虫来说是这样的，”贝诺维奇博士说。
这并不是第一次发现有物质能够控制线虫的寿命。还有研究者已经发现，类胰岛素生长因子-1（IGF-1）受体的的活动能够影响线虫的寿命——这一发现还在果蝇、老鼠和人类中得到了再现。贝诺维奇博士解释说，像“抑制蛋白”一样，IGF-1受体的含量少一些也会更好。更深入的研究已经表明，热量（卡路里）控制也能够减弱IGF-1受体的激活；相反，在一些人类癌症病人中发现了IGF-1受体的过度表达。
在这项研究中，贝诺维奇博士和帕尔米泰萨博士更进一步，发现在线虫中“抑制蛋白”与另外两个蛋白协同作用，在这种能够调节线虫寿命的能力中扮演了重要的角色。这两个蛋白中的其中一个就是肿瘤抑制蛋白PTEN；PTEN的突变导致了许多不同类型的癌症。
贝诺维奇博士说，人类“抑制蛋白”与PTEN之间的联系还不清楚。“在这点上我们还不知道人类‘抑制蛋白’是否调制了PTEN的功能，或者在癌症发展期间‘抑制蛋白’的水平是否发生了什么变化，”他说。“是‘抑制蛋白’水平的增加导致了肿瘤抑制蛋白PTEN含量的减少，进而由于缺乏抑制促进了癌症的发展，还是‘抑制蛋白’水平的降低使PTEN的含量减少，现在还不清楚。”
“如果是第一种情况——‘抑制蛋白’水平的增加导致了肿瘤抑制蛋白PTEN的含量减少，那么就有可能选择性地抑制这个过程（‘抑制蛋白’的增加），进而控制癌症的继续发展，”他说。“在这方面，我们有一些很有趣的工作要做。”
这项研究受到了美国国家卫生研究所（NIH）的部分资助。