對令人不快的氣味的厭惡可以作為有機體保護自己免受有害物質侵害並延長壽命的能力的指標。這至少在秀麗隱杆線蟲（Caenorhabditis elegans）是如此。
雖然線蟲的外形與人類完全不同，但大約 50 年來，它們一直被用作生物研究的模型。其優點包括神經系統簡單、細胞和基因數量少而且它們的許多功能與人類相同、壽命短（平均 17 天），非常適合研究衰老問題。
在一項新的研究中，來自英國醫學研究理事會分子生物學實驗室和東安格利亞大學的研究人員發現致病細菌分泌的氣味分子不僅會在秀麗隱杆線蟲體內產生厭惡反應，使其後退以避免威脅，而且還會觸發神經迴路從而誘導線蟲的其他組織做出反應。相關研究結果近期發表在Nature Aging期刊上，論文標題為“Olfactory chemosensation extends lifespan through TGF-β signaling and UPR activation”。
這種反應包括更有效地處理有毒蛋白，以及控制這些蛋白和線蟲產生的其他蛋白的聚集。與此相關的是，在人類中，這些蛋白的聚集是與阿爾茨海默病和帕金森病等神經退行性疾病相關的因素之一。
論文共同通訊作者Evandro Araújo de Souza說，“它們能透過嗅覺感知環境中的危險，甚至在找到任何致病細菌之前就能增強它們的應激反應。嗅覺還能防止與疾病有關的蛋白聚集，從而有可能延長它們的壽命。”
嗅到危險
在這項新的研究中，線蟲接觸到一種氣味分子—1-十一碳烯（1-undecene）—後，比那些沒有接觸過細菌分泌的這種氣味分子的線蟲活得更長。在腸道中可以看到對這種刺激的反應，這證明存在一個將嗅覺感知和身體其他部位相連線在一起的神經迴路。
論文共同通訊作者Rebecca Taylor說，“這些研究結果表明，操縱對化學物質的感知有朝一日可能成為干預神經退行性疾病和老年相關疾病的途徑。然而，要確定類似的細胞訊號傳導途徑和機制是否也在人體內起作用，還需要更多的研究。”
根據這些作者的說法，其他研究已表明當小鼠聞到某種食物時，它們的大腦和肝臟之間有一個神經迴路相連，因此假設哺乳動物的神經系統在受到刺激時會引發其他器官的反應是有道理的，線蟲也是如此。Souza說，“如果我們找到一種能夠介導這種連線氣味感知和有機體反應的神經迴路的分子，我們就有可能找到一條開發新型療法的可行途徑。”
部分揭示的神經迴路
在這項新的研究中，線蟲被放置在不同的盤子上，而不是放置在含有氣味劑的盤子上，以證明線蟲和這些引起厭惡的物質之間不是直接接觸，而是聞到它們的氣味。
使用的氣味劑是綠膿桿菌和金黃色葡萄球菌等對線蟲有害的致病細菌分泌的氣味劑。其中包括1-十一碳烯在內的三種化合物與線蟲的厭惡反應有關。這些作者決定在隨後的實驗中重點研究 1-十一碳烯，因為它能誘發厭惡反應，但沒有毒性。
圖片來自Nature Aging, 2023, doi:10.1038/s43587-023-00467-1。
在分析暴露於這種物質的線蟲時，他們觀察到腸道內的內質網未摺疊蛋白反應被啟用。這是有機體用來觸發修復機制或消除缺陷蛋白的一種防禦機制。
在兩個調控內質網未摺疊蛋白反應的基因（ire-1 和 xbp-1）發生突變的線蟲體內，1-十一碳烯並沒有啟用這種反應，這表明這種細胞訊號傳導通路對於這種物質啟用內質網未摺疊蛋白反應是必不可少的。其他實驗也證實了這一結果。另一組暴露於1-十一碳烯的突變線蟲未能產生血清素、多巴胺和穀氨酸等神經遞質，不過他們無法確定這些分子的作用。
接下來，他們重點關注了 DAF-7—相當於哺乳動物體內TGF-β的蛋白和基因，在哺乳動物體中，TGF-β在支配行為（如對病原菌作出厭惡反應）的神經迴路中發揮著重要作用。
當抑制DAF-7的產生時，1-十一碳烯誘導的內質網未摺疊蛋白反應不會被啟用，這證明了它在這種反應中的作用。Souza說，“我們如今知道了我們需要遵循的路線，特別是因為這種蛋白在人類中有對應的等效物。”
參考資料：
Evandro A. De-Souza et al. Olfactory chemosensation extends lifespan through TGF-β signaling and UPR activation. Nature Aging, 2023, doi:10.1038/s43587-023-00467-1.
Longevity may be associated with olfactory perception of harmful substances
https://agencia.fapesp.br/longevity-may-be-associated-with-olfactory-perception-of-harmful-substances/50044
來自： 生物谷