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摘要

背景:色氨酸(Trp)转化为肾素(Kyn)及肾素下游代谢物形成增加是衰老和神经退行性疾病发生的机制之一。Kyn是KYNA (KYNA)的一种直接前体，是NMDA和α7nAChR受体的拮抗剂和芳基烃受体的激活剂。KYNA形成增加可改善亨廷顿氏病模型果蝇神经变性和羽化缺陷。

目的:研究了KYNA对野生型(Canton-S, CS)和野生型(Canton-S, CS)蛹活力和寿命的影响朱砂由于突变引起的果蝇Kyn形成不足的突变朱砂基因(v)编码Trp-2,3-双加氧酶(TDO)，该酶催化Trp转化为Kyn。

方法:将朱红色突变体转入Canton-S遗传背景(vcs)。在标准温度(23°C)下，研究了KYNA对蛹活力(子代蛹数和致死率%%)的影响。在28℃(加速衰老)条件下，研究了KYNA对成虫寿命的影响。

结果:在广东s区，KYNA使蛹死亡率提高了4倍，从8.36提高到33.62vcs苍蝇(p = 0.0001)。KYNA对雌广州蝇寿命无影响，但降低了雌广州蝇的寿命v-CS雌性果蝇(17.15 - 14.29天)。KYNA提高了广州s雄虫的寿命(由17.92 d提高到19.96 d)v-CS飞行(14.52 - 17.75天)。

讨论:这是(据我们所知)第一次观察到KYNA对果蝇蛹的毒性作用。KYNA对高温诱导衰老加速的影响具有性别依赖性。目前的数据支持下游Kyn代谢物在衰老机制中的作用。

关键字

犬尿酸;黑腹果蝇;朱砂;老化;发展;神经退行性疾病

简介

色氨酸(Trp)代谢kynurenine (Kyn)通路上调是衰老和神经退行性疾病的机制之一，包括亨廷顿病和精神分裂症[1,2]。遗传或药物抑制色氨酸形成Kyn可延长寿命果蝇(3 - 6)和秀丽隐杆线虫(3 - 8)．结果表明，抑制色氨酸向Kyn转化的延长寿命作用与减少Kyn及其下游代谢物[2]的形成有关。Kyn是KYNA (KYNA)的一种直接前体，是NMDA和α7nAChR受体的拮抗剂和芳基烃受体的激活剂[9,10]。在果蝇亨廷顿病模型中，KYNA形成增加可改善神经退行性变和羽化缺陷[11,12]。本研究旨在探讨KYNA对果蝇寿命的影响。果蝇的生命周期包括前成虫期(卵、幼虫、蛹)和成虫期(成虫)。以野生型蝇(Canton-S)为研究对象，研究了KYNA对果蝇生活史的影响朱砂基因(v)编码Trp-2,3-双加氧酶(TDO)，该酶催化Trp转化为Kyn[2]。我们评估了在标准温度(23°C)下KYNA对蛹活力的影响。果蝇的寿命与温度有关，温度越高，果蝇的寿命越快。TDO抑制可减弱高温[13]的衰老加速作用。因此，我们评估了在28°C条件下KYNA对野生型成虫和朱砂蝇寿命的影响。

方法

果蝇野生型砧木Canton-S与突变砧木朱砂来自V. N. Karazin Kharkiv国立大学的资料用于实验。实验前，将红色突变体转移到Canton-S遗传背景中(vcs)。这项研究是在9月到12月之间进行的。

将果蝇置于23°C，光照12:12:黑暗期，置于由糖、酵母、琼脂和粗面粉组成的标准果蝇培养基上。

用其他文献[5,6]中描述的子代蛹数和致死率%%来评估生存力。将2对亲本(2雄2雌)移入装有4ml标准果蝇培养基或添加KYNA培养基(3mg /ml)的小瓶中，使虫卵直接沉积在含有KYNA的培养基上，孵化幼虫在23℃条件下全程由KYNA喂养。

每个实验条件设置9个小瓶。计算每瓶幼虫的子代蛹数及其致死率。

生命周期评价

收集1日龄成蝇，28℃保存，诱导[13]加速衰老。每3-4天定期转移至新鲜培养基中。在转移时记录死蝇数量。

统计分析

结果以平均值±标准误差表示。两组间差异采用Mann-Whitney检验(双尾)。

结果

KYNA对成象前发育的影响

KYNA对广东- s和广东的蛹数量没有影响vcs苍蝇。KYNA使广东s蝇蛹死亡率提高了4倍，从8.36 %提高到33.62 %。KYNA对小鼠存活率无影响v-CS蛹(表1)。

表1。蛇烯酸对野生型和朱红色突变体蛹活力的影响。

基因型	控制	KYNA
Canton-S 蛹的总数 %%死蛹(%)	58.2±6.34 8.36±1.39	56.33+5.97 33.62±3.69＊
v-CS 蛹的总数 %%死亡蛹	48.11±2.3 9.84±1.02	49.6±4.56 11.67±1.7

数据以平均值表示+标准错误

^＊p=0.0001与各实验组比较(Mann Whitney双尾检验)

KYNA对高温诱导加速寿命的影响

在同一实验室中，28℃高温环境下的果蝇寿命比23℃环境下的果蝇寿命短[13,14]。

广州s女性的平均寿命与对照组无显著差异v-CS(分别为16.64和17.15天)(表2)。

表2。KYNA与高温加速广东蝇和朱砂蝇的寿命。

基因型	控制	KYNA	P
女 Canton-S vcs	16.64±0.48 (n=111) 17.15±0.79 (n=111)	16.61±0.73 (n=71) 14.29±0.59 (n=116)	Ns 0.01
男性 Canton-S vcs	17.92±0.51 (n=108) 14.52±0.74 (n=100)＊	19.96±0.73 (n=50) 17.75±0.62 (n=76)	0.003 0.01

的意思是+标准错误天数(苍蝇数量)

^＊p=0.01与男性Canton-S比较(Mann Whitney双尾检验)

男性寿命v-CS短于Canton-S雄蝇，分别为14.52和17.92;KYNA对雌广州蝇寿命无显著影响(分别为16.64和16.61 d)，但降低了雌广州蝇的寿命v-CS蝇(17.15 ~ 14.29 d)(表2)。KYNA提高了广州- s雄虫的寿命(17.92 ~ 19.96 d)和v-CS飞行(14.52 - 17.75天)。

讨论

本研究有两个主要发现。首先是KYNA对野生型(Canton-S)蝇蛹死亡率的显著影响。值得注意的是，色氨酸代谢的Kyn通路始于幼虫[15]期末期。据报道，幼虫提取物对imago有毒性作用，称为瘫痪素[16]。一些瘫痪素被鉴定为3-羟基kyn和Trp[17]。本研究发现，幼虫产品不仅在成虫期就有毒性作用，而且早在蛹期就有毒性作用。虽然KYNA被认为是一种保护剂(见引言)，但也有报道称KYNA有潜在的毒性作用。因此，长时间硬膜下输注高剂量KYNA会损伤大鼠脊髓髓鞘，并损害少突胶质细胞活力[18,19]。这些观察结果与精神分裂症患者大脑、脊髓液和血浆中KYNA升高以及KYNA诱导大鼠认知功能损伤和脉冲前抑制(精神分裂症样特征)中断的研究结果一致[20-25]。KYNA对野生型蝇的毒性作用可能依赖于过量的KYNA(内源性合成+添加到营养培养基中)。 Thus, we did not observe negative effect of KYNA on viability of pupae inv-CS突变，Trp缺乏KYN形成(因此，KYN内源性KYNA形成下调)。

本研究的第二个发现是KYNA在高温加速衰老中的性别依赖效应。KYNA延长了野生型和野生型的寿命v-CS雄性蝇类的寿命不受野生型蝇类的影响，而降低野生型蝇类的寿命vcs雌性果蝇。

由此可见，TDO抑制延长寿命的作用取决于蛋白毒性的抑制(由于Trp水平的增加)，而不是Kyn通路[8]下游代谢物形成的减少。目前的数据表明Kyn下游代谢物对TDO抑制延长生命的作用机制的贡献。获得的数据表明，在正常(23°C)和高(28°C)温度下，KYNA对果蝇寿命的影响值得进一步研究。

致谢

G. Oxenkrug是NIMH104810赠款的接收者。

参考文献

2021年版权燕麦。所有权利reserv
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