蚂蚁的长寿与改变的胰岛素信号有关

在许多动物中，拥有更多后代与较短的寿命有关。这主要是因为生育许多后代的动物以牺牲自身寿命为代价分配营养和代谢资源用于繁殖。人们认为，胰岛素和胰岛素样生长因子信号通路是繁殖与寿命缩短之间反相关的基础。一项新研究发现，这种关系不适用于蚂蚁。相反，蚂蚁将产卵与长寿结合起来。蜂后——巢中唯一可以繁殖的个体——的寿命比基因相同的工蜂姐妹长30倍。事实上，蚁后在不经历衰老的情况下表现出很高的繁殖新陈代谢。

一种胰岛素抑制蛋白可能是蚂蚁这一过程的核心，并可能提供有关其他物种衰老的线索。蚂蚁产生一种抗胰岛素蛋白，它只阻断导致衰老的胰岛素通路的一部分。该研究的结果表明，蚁后对胰岛素实施了双重控制系统——胰岛素是一种新陈代谢控制激素，可以解释繁殖与寿命之间的大部分权衡。更具体地说，蜂王大量增加胰岛素的产生，促进卵子发育，而它们的卵巢产生胰岛素阻滞剂，减缓衰老过程。

“希望这一发现能让我们更好地了解许多动物的衰老过程，”佛罗里达大学生物学助理教授HuaYan博士说。

在Harpegnathos跳跃蚂蚁中，工蚁用它们的触角决斗，以在蚁后死后建立新的领导层。获胜者(或假蜂后)获得像蜂后一样的行为，包括产卵，它们的预期寿命从七个月增加到四年。[贾科莫·曼奇尼/纽约大学]

在蚁群中，繁殖活动仅限于一只或几只蚁后，它们可以活上数十年——比蚁群中无法生育的雌性工蚁多很多辈子——并产下数百万个卵。在像Harpegnathossaltator这样的蚂蚁物种中，当蚁后死亡或被移除时，工蚁可以转换种姓并成为繁殖伪蚁后或游戏门。尽管生来就是工人，但gamergates的寿命可以比以前的同行长五倍。更重要的是，当玩家门被放置在一个已经建立工人种姓的群体中时，玩家门可以恢复为工人(回复者)，从而恢复到缩短的寿命。这些动物的这种与繁殖相关的长寿是如何受到调节的，尤其是在活跃繁殖期间，目前尚不清楚。

“很简单，伪女王是有生育能力的，所以他们需要胰岛素。但是胰岛素通常会缩短寿命，但它们的寿命要长得多——为什么?”颜问道。“蚂蚁的胰岛素信号中一定有某种东西可以不同地调节繁殖和寿命。”

为了评估繁殖与长寿之间的关系，Yan及其同事对工蚁、gamergate和回复突变体H.saltator蚂蚁的繁殖和新陈代谢重要的组织进行了批量RNA测序，并比较了种姓转换期间的基因表达。正如预期的那样，他们发现胰岛素被上调以促进配子门中的卵子生成，然而，这并没有像其他动物那样导致寿命缩短。作者提出，胰岛素信号通路的一部分(激活蛋白激酶AKT的分支)在gamergates的脂肪体中受到抑制，这可能是由蛋白质Imp-L2介导的。根据作者的说法，AKT活性降低可能使H.saltatorqueens和pseudo-queens活得更久。

研究小组以胰岛素阻滞剂Imp-L2的形式发现了这种额外的控制层，它是由伪蜂王新活跃的卵巢产生的。这种胰岛素阻滞剂减慢了通常负责加速衰老过程的胰岛素通路部分，但使胰岛素信号传导的促进繁殖方面完好无损。

包括人类在内的哺乳动物是否可以从部分阻断胰岛素通路中获益仍然是一个悬而未决的问题。卡路里限制是一种可以延长寿命的过程，已被证明可以减少胰岛素的产生。

“我们的工作还说明了使用适当的模型系统来询问基本生物学问题的重要性。例如，大多数对老鼠或苍蝇等动物的长寿操作通常会将它们的寿命延长10-20%。蚂蚁的寿命显着增加了500%，这使得对它们的研究更加有力，”纽约大学生物学和神经科学教授ClaudeDesplan博士补充道。