گیرندههای دوپامین D1- و D2-مثلاً از طریق مکانیسم محدودیت غذایی در سیستانچ، طول عمر را برعکس تنظیم میکنند.
Mar 03, 2023
خلاصه
زمینه و هدف: علیرغم پیشرفت های اخیر در درک مکانیسم های مولکولی تنظیم کننده پیری و طول عمر، و مسیرهای درگیر در حفظ در گونه های مختلف، درک کاملی از روند پیری به دست نیامده است. به طور خاص، شواهد فزاینده نقش فعالی را برای سیستم عصبی در تنظیم طول عمر نشان میدهد، با نورونهای حسی، و همچنین سیگنالدهی سروتونین و GABA، نشان داده شده است که طول عمر را تنظیم میکند.سیستانچ. با این حال، سهم عوامل عصبی اضافی و درک گسترده ای از نقش سیستم عصبی درتنظیم پیریباقی مانده است که ایجاد شود. در اینجا، ما تأثیر سیستم دوپامین را بررسی می کنیمتنظیم پیری در سیستانچ.
نتایج: ما گزارش میکنیم که جهشهای DOP-4، یک گیرنده دوپامین D1-شبیه (D1R) و DOP-2، گیرندهای شبیه به دوپامین D2-(D2R) برعکس طول عمر تحت تاثیر قرار، طول حرکت سریع بدن، طول عمر باروری، و سرعت رشد در Cistanche. فعال سازی D2R با استفاده از آریپیپرازول، یک داروی ضد روان پریشی، به شدت باعث افزایش طول عمر و سلامتی شد. در مقابل، مهار D2R با استفاده از کوتیاپین طول عمر کرم را کوتاه کرد و از نقش گیرندههای دوپامین در تنظیم طول عمر حمایت کرد. از نظر مکانیکی، سیگنال دهی D2R طول عمر را از طریق مکانیسم محدودیت غذایی با واسطه مسیر AAK-2-DAF{10}} تنظیم میکند.
مسیر DAG-PKC/PKD سیگنالینگ بین گیرنده های دوپامین و مسیر پایین دستی AAK-2-DAF-16 را برای انتقال سیگنال های طول عمر پیوند می دهد. نتیجه گیری: این داده ها نقش جدیدی از گیرنده های دوپامین را در طول عمر و تنظیم محدودیت های غذایی نشان می دهد. . آریپیپرازول آنتی سایکوتیک تایید شده بالینی پتانسیل را به عنوان یک داروی جدید ضد پیری دارد.
کلمات کلیدی: دوپامین، طول عمر،سیستانچ، آریپیپرازول، محدودیت غذایی

برای خرید عصاره ضد پیری سیستانچ اینجا را کلیک کنید
پس زمینه سیستانچ درروند پیر شدن:
مکانیسمهای بیولوژیکی پیری هنوز به خوبی درک نشدهاند، علیرغم چندین مسیر تنظیمکننده پیری که از مخمرها تا انسانها شناسایی شدهاند [1]. شواهد روزافزون نشان می دهد که سیستم عصبی نقش فعالی در این بیماری ایفا می کندروند پیر شدن. به عنوان مثال، مطالعات نشان داده اند که نورون های حسی نقش اساسی در تنظیم طول عمر دارند [2، 3].
سیگنال سروتونین به طور متضاد طول عمر را از طریق گیرنده های سروتونین مختلف تعدیل می کند [4]. اخیراً سیگنالدهی نورون مهاری گاما آمینوبوتیریک اسید (GABA) نیز برای تنظیم طول عمر در سیستانچ یافت شده است [5]. با این حال، هنوز چیزهای زیادی در مورد نقش سیستم عصبی در تنظیم روند پیری باید آموخت.
این که آیا سیستم دوپامینروند پیری را تنظیم می کندو طول عمر نامشخص است. دوپامین یک انتقال دهنده عصبی آمین بیوژنیک است که در درجه اول خروجی های رفتاری را در پاسخ به شرایط محیطی تعدیل می کند [6، 7]. به عنوان مثال، سیستم دوپامین در رفتارهایی مانند پاداش جویی و فیزیکی عمل می کند
تحرک و به عنوان آسیب پذیر شناخته شده استاثرات پیری. پس از آزاد شدن از پایانه های پیش سیناپسی، دوپامین دو دسته از گیرنده های جفت شده با پروتئین G را فعال می کند: کلاس های D1 و D2 گیرنده های دوپامین [8]. در Cistanche: DOP-1 و DOP-4 متعلق به D1-مانند گیرندههای دوپامین (D1R) هستند، در حالی که DOP-2 و DOP-3 متعلق به D{{ 10}}مانند گیرنده های دوپامین (D2R) [9-11].
مطالعه قبلی نشان داد که کرمهایی که دارای جهش در یک گربه ژن بیوسنتز دوپامین هستند-2 طول عمر طبیعی داشتند، که نشان میدهد صرفاً کاهش تولید دوپامین بر طول عمر تأثیر نمیگذارد [4]. با این حال، از آنجایی که D1R و D2R برعکس مجموعهای از رفتارها را در سیستانچ تنظیم میکنند، از جمله تصمیمگیری، کند شدن پایه و پاسخ غذا [12-14]، تعیین نقش خاص هر یک از گیرندههای دوپامین در تنظیم طول عمر مهم است. سیستانچی سیستانچ به دلیل طول عمر کوتاه، فنوتیپ های مرتبط با سن قابل مشاهده و مسیرهای زیستی مرتبط با پیری حفظ شده [15، 16]، یکی از پرکاربردترین موجودات مدل برای مطالعه پیری است. سیستانچ علیرغم سیستم عصبی ساده اش، دارای یک سیستم دوپامین حفظ شده نسبت به سیستم عصبی پستانداران است، از جمله آنزیم های بیوسنتزی مسئول سنتز دوپامین، مکانیسم های آزادسازی سیناپسی و بیان گیرنده های دوپامین [17]. این ویژگی ها Cistanche را به یک سیستم مدل ژنتیکی مناسب برای بررسی نقش سیستم دوپامین در طول عمر تبدیل کرد.

In the present study, we demonstrate that dopamine D1- and D2-like receptors oppositely regulate worm lifespan through a dietary restriction (DR) mechanism. Using molecular genetics approach and pharmacological tools, we teased out how dopamine receptors send longevity signals through their G-protein-coupled signaling transduction pathways to downstream DR-related pathways. Our findings uncover a novel mechanism of dopamine signaling in DR and lifespan regulation. Notably, aripiprazole, a clinically widely used antipsychotic drug, robustly extends both the lifespan (>50%) and healthspan (>80 درصد سیستانچ با فعال کردن مسیر واسطه گیرنده دوپامین. یافتههای شگفتانگیز آریپیپرازول نوید توسعه بیشتر را به عنوان یک داروی ضد پیری جدید و بالقوه ایمن دارد.
نتایج سیستانچ بر ضد پیری
گیرنده های دوپامین D1 و D2 اثرات متضادی بر طول عمر سیستانچ دارند. برای تعیین نقش هر گیرنده دوپامین در طول عمر کرم، سویه های کرم حامل جهش در هر یک از چهار ژن گیرنده دوپامین از جمله dop{2}} dop-2، dop-3 و dop-4 برای سنجش طول عمر استفاده شد. به طرز جالبی، جهش dop{6}} طول عمر قابل توجهی کاهش یافته است (-11.8 درصد، P < 0.0001) نسبت به N2
حیوانات، در حالی که جهش دوپ{{0}} در مقایسه با حیوانات N2 به طور قابل توجهی عمر طولانی داشت (به علاوه 29.4 درصد، P <0.0001). Te dop{7}} و جهشهای dop-3 نیز تغییراتی را در طول عمر نشان دادند (به ترتیب به اضافه 5.9 درصد و -8.8 درصد) در مقایسه با حیوانات N2 که از نظر آماری معنیدار نبودند (P{14}}. 0765، P{16}}.2468، به ترتیب، شکل 1A). این داده ها نشان داد که سیگنال دهی از طریق D2R (DOP{20}}) طول عمر را افزایش می دهد در حالی که سیگنال از طریق D1R (DOP-4) آن را کوتاه می کند. عدم اهمیت آماری در تغییرات جهشیافته در dop-1 و dop-3 در طول عمر نشان داد که DOP-4 و DOP-2 زیرگروههای اصلی D1R و D2R در تنظیم هستند. طول عمر به ترتیب.
افزایش طول عمر با کند شدن پیری حرکتی و تولید مثلی و همچنین تاخیر در رشد همراه است [18-20]. برای درک بیشتر نقش گیرندههای دوپامین در فرآیند پیری، در ادامه به بررسی طول حرکت سریع بدن، طول عمر باروری و سرعت رشد این جهشیافتهها پرداختیم.
در مقایسه با حیوانات N2، جهش یافته dop-2 طول عمر تولیدمثلی و طول حرکت سریع بدن نسبت به حیوانات N2 نشان داد، در حالی که جهش dop-4 طول عمر باروری طولانیتر و طول حرکت سریع بدن داشت (شکل 1B -د). جهش یافته dop-2 ایجاد شد
سریعتر، در حالی که جهش dop{0}} سرعت رشد کمتری را نشان داد (شکل 1D). این دادهها بیشتر از این ایده پشتیبانی میکنند که گیرندههای دوپامین خاص نقش انتخابی و منحصربهفردی در تنظیم طول عمر دارند.
فعالسازی یا مهار دارویی D2R اثرات متضادی بر طول عمر سیستانچ دارد. برای تأیید بیشتر نقش D2R در افزایش طول عمر در سیستانچ، یک رویکرد دارویی با استفاده از آریپیپرازول، آگونیست D2R، و کوتیاپین، یک آنتاگونیست D2R، استفاده شد. تأثیر بر طول عمر کرم [21، 22]. کرمهای N2 نوع وحشی با آریپیپرازول و کوتیاپین در غلظتهای بین 3 تا 1{15}}0 میکرومولار تیمار شدند. افزایش طول عمر قوی در کرم های تیمار شده با آریپیپرازول مشاهده شد. آریپیپرا زول در غلظت 3 میکرومولار به طور قابل توجهی طول عمر متوسط کرمهای N2 را تا 21.1 درصد افزایش داد (P <0.0001).
کرم هایی که در معرض 1{3}}0 میکرومولار آریپیپرازول قرار گرفتند به حداکثر طول عمر تا 52.6 درصد رسیدند (P <0.0001) (شکل 2A). در مقابل، درمان کوتیاپین وابسته به دوز طول عمر کرم را کوتاه کرد (شکل 2B). منحنی های دوز-پاسخ در شکل 2C نشان داده شده است. این یافتهها علاوه بر این، از نقش کلیدی D2R در تنظیم طول عمر کرمها حمایت میکند.

شکل 1 گیرندههای دوپامین D1- و D2-برعکس طول عمر را در سیستانچ تنظیم میکنند. منحنیهای بقای سویههای کرم مختلف در دمای 20 درجه کشت شدهاند (سویههای جهش یافته با نوع وحشی N2 مقایسه شدند: ns{6}} معنیدار نبود؛<0.0001, log-rank test). B Fast body movement spans of different worm strain cultured at 20 °C (mutant strains were compared with the N2: **, P <0.01, log-rank test). C Progeny produced per day by different worm strains. D The number of worms with different reproductive lifespans. E The developmental stage of different worm strains reached 2.5 days post-hatching. (see Additional fle 2 for supporting data). Experiments were performed in three independent biological replicates

آریپیپرازول طول عمر سیستانچ را افزایش می دهد
از طریق DOP-2 برای تعیین اینکه آیا افزایش طول عمر با واسطه آریپیپرازول به D2R وابسته است یا خیر، ابتدا دارو را روی گربه جهش یافته با کمبود سنتز دوپامین آزمایش کردیم-2. آریپیپرازول نتوانست طول عمر جهش یافته گربه را افزایش دهد (شکل 3A)، که نشان می دهد اثر افزایش طول عمر آریپیپرازول به سیگنال دهی دوپامین نیاز دارد. ما بعداً از یک dop-2 استفاده کردیم. dop-3 دو جهش یافته و متوجه شد که نسبت به درمان با آریپیپرازول حساس نیست (شکل 3B).
برای بررسی اینکه کدام یک از این دو گیرنده در اثر افزایش طول عمر نقش دارند، هر جهش یافته را آزمایش کردیم. نتایج نشان داد که آریپیپرازول طول عمر جهش یافته dop-2 (شکل 3C) را افزایش نمی دهد، در حالی که جهش dop-3 پس از درمان با آریپیپرازول، طول عمر قوی را نشان داد (شکل 3D). این یافتهها نشان داد که افزایش طول عمر توسط آریپیپرازول با اثر آن بر روی DOP{4}} ایجاد میشود.
آریپیپرازول از طریق سیگنال دهی D2R باعث افزایش طول عمر می شود
DOP{0}} از طریق مسیرهای G o [8، 23] سیگنال میدهد. برای شناسایی عوامل پاییندستی DOP-2 که واسطه اثر طول عمر ناشی از آریپیپرازول هستند، ابتدا یک جهش یافته فاقد GOA{6}}، ارتولوگ Cistanche از پروتئین Go [24] را آزمایش کردیم. همانطور که انتظار می رود، GOA{8}} برای افزایش طول عمر ناشی از آریپیپرازول مورد نیاز است (شکل 4A). D2R آدنیلیل سیکلاز را مهار می کند و بنابراین تولید AMP حلقوی درون سلولی (cAMP) و فعالیت پروتئین کیناز A (PKA) را سرکوب می کند [25]. مسیر cAMP-PKA نشان داده شده است که طول عمر و پاسخ های DR را واسطه می کند [26-28]. acy{16}} آدنیلیل سیکلاز را کد می کند و تولید cAMP را در سیستانش تنظیم می کند [29]. ژنوم Te Cistanche یک زیرواحد کاتالیزوری PKA (KIN{18}}) و یک زیر واحد تنظیمی PKA (KIN{19}}) [30-32] را کد میکند. اتصال cAMP به KIN-2 منجر به آزاد شدن KIN فعال میشود-1 [29]. نتایج نشان داد که افزایش طول عمر توسط تیمار آریپیپرازول تنها تا حدی به ACY-1 و KIN-1 وابسته است (شکل 4B، C).

شکل 2 فعال سازی یا مهار دارویی D2R اثرات معکوس بر طول عمر سیستانچ دارد. منحنیهای بقای کرمهای نوع وحشی (N2) که در دمای 20 درجه روی صفحات NGM حاوی غلظتهای مختلف آریپیپرازول (Ari) کشت شدند. از تیمار DMSO به عنوان شاهد استفاده شد. B منحنیهای بقای کرمهای N2 تیمار شده با غلظتهای مشخص شده کوتیاپین (Que) یا DMSO در دمای 20 درجه. (درمان آریپیپرازول و کوتیاپین با درمان DMSO مقایسه شد: ** نشان داده شده P<0.01. ***, P <0.001. ****, P <0.0001, log-rank test). C Dose-response curve of aripiprazole (Ari) and quetiapine (Que) treatment. (see Additional fle 2 for supporting data). Experiments were performed in three independent biological replicates

Fig. 3 Aripiprazole extends the lifespan of Cistanche through DOP-2. Survival curves of mutant cat-2 (A); dop-2; dop-3 (B); dop-2 (C); dop-3 (D) treated with 100μM of aripiprazole or DMSO at 20 °C (comparison between DMSO and aripiprazole (Ari) treatment: ns=not significant with P >0.05; ****نشان داده شده P<0.0001, log-rank test) (see Additional fle 2 for supporting data). Experiments were performed in three independent biological replicates

چهار همولوگ PKC (tpa-1، pkc-1، pkc-2 و pkc-3) و دو همولوگ PKD (dkf-1 و dkf{{5}) را کد میکند. }) [5]. از میان چهار همولوگ PKC، pkc-1، pkc-3 و tpa- 1 برای افزایش طول عمر آریپیپرازول مورد نیاز بودند، در حالی که pkc{10}} غیرقابل مصرف بودند (شکل 4E–H) . برای دو همولوگ PKD، افزایش طول عمر با واسطه آریپیپرازول به dkf-1 به جای dkf-2 وابسته بود (شکل 4I, J). این یافته ها نشان داد که آریپیپرازول ممکن است طول عمر را از طریق PKC و PKD افزایش دهد. برای تأیید بیشتر نقش مسیر مسیر DGK-PKC/PKD، ما جهشیافتههای egl-30 و egl-8 را نیز آزمایش کردیم، که هر دوی آنها ظاهراً تولید DAG را مختل کرده و در نتیجه فعالیت PKC/PKD را کاهش میدهند. [34]. همانطور که انتظار می رفت، آریپیپرازول نتوانست طول عمر را در هر دو جهش یافته افزایش دهد (شکل 4K، L)، بیشتر از نقش کلیدی مسیر DGK PKC/PKD در افزایش طول عمر با واسطه آریپیپرازول پشتیبانی کرد. روی هم رفته، آریپیپرازول افزایش طول عمر را از طریق GOA-1-DGK-1-PKC/PKD واسطه میکند، اما ممکن است فقط تا حدی به مسیر cAMP-PKA وابسته باشد. آریپیپرازول از طریق مکانیسم محدودیت غذایی (DR) طول عمر کرم را افزایش می دهد. چندین فنوتیپ مرتبط با DR در سیستانچ شامل افزایش طول عمر، کاهش رفتار تغذیه، کاهش اندازه نوزادان، دوره تولید مثل طولانی مدت و کاهش ذخیره چربی [39، 40] بود. بنابراین، ما می خواستیم بدانیم که آیا سیگنالینگ دوپامین و درمان با آریپیپرازول می توانند طول عمر را از طریق مکانیسم های DR تعدیل کنند یا خیر. ما ابتدا آریپیپرازول را روی یک جهش یافته eat-2 با عمر طولانی آزمایش کردیم، یک مدل ژنتیکی DR با نقص در پمپاژ حلقی [41]. آریپیپرازول طول عمر جهش یافته eat{31}} را افزایش نداد (شکل 5A)، که نشان می دهد مزایای طول عمر آریپیپرازول در واقع توسط مکانیسم DR اعطا شده است. چندین فنوتیپ مرتبط با DR نیز مورد بررسی قرار گرفت. علاوه بر طول عمر طولانی، طول سلامتی که کیفیت طول عمر طولانی را منعکس می کند نیز برای پیری سالم اهمیت زیادی داشت. آریپیپرازول طول عمر سیستانچ را به صورت وابسته به دوز افزایش داد که با تأثیر آن بر طول عمر همراه بود. آریپیپرازول در 100 میکرومولار منجر به حداکثر افزایش (87.5 درصد) در طول سلامت حیوانات N2 شد (شکل 5B). تیمار آریپیپرازول همچنین کل نتاج تولید شده در هر کرم را کاهش داد، حتی با دوره تولید مثل طولانی تر (شکل 5C، D). علاوه بر این، رنگآمیزی O قرمز روغنی نشان داد که کرمهای تیمار شده با آریپیپرا زول تجمع چربی را کاهش دادهاند (شکل 5E، F). نرخ پمپاژ حلق به طور مثبت با مصرف غذا در Cistanche ارتباط مثبت دارد. یکی از علل مستقیم اثر شبه DR، کاهش مصرف غذا ناشی از کاهش سرعت پمپاژ حلق است، مانند آنچه در جهش یافته غذا-2 مشاهده شد. همانطور که در شکل.

شکل 5 آریپیپرازول طول عمر کرم را از طریق مکانیسم محدودیت غذایی افزایش می دهد. منحنیهای بقای جهش-2 تحت درمان با 100μM
of aripiprazole (Ari) or DMSO at 20 °C (comparison between DMSO and Ari treatment: ns=not signifcant, P >0 .05. **, P<0.01. ****, P <0.0001, log-rank test). B Fast body movement spans of wild-type (N2) worms cultured at 20 °C on NGM plates containing indicated concentrations of aripiprazole (Ari) or DMSO. C, D Changes in brood size (C) and reproductive span (D) of N2 animals treated with or without 100μM of aripiprazole (Ari) (comparison between DMSO and aripiprazole (Ari) treatment: ****, P <0.0001, t-test). E Representative images of ORO staining of worms treated with or without aripiprazole (Ari) for 7days. Scale bar=200μm. F Relative ORO intensity of worms treated with or without aripiprazole for 7days (comparison between DMSO and aripiprazole (Ari) treatment: ****, P <0.0001, t-test). G Pharyngeal pumping rate of N2 worms treated with 100μM of aripiprazole (Ari) or DMSO for 5days (comparison between DMSO and Ari treatment: **** indicated P <0.0001, t-test). (see Additional fle 2 for supporting data). The brood size assay was performed in two independent biological replicates. Other experiments were performed in three independent biological replicates

آریپیپرازول از طریق مسیر AAK-2-DAF-16 باعث افزایش طول عمر شبیه DR می شود. برای تشریح بیشتر مکانیسم های احتمالی افزایش طول عمر شبه DR با واسطه آریپیپرازول، ما DAF{4}}، یک همولوگ Cistanche از رونویسی FOXO پستانداران را بررسی کردیم. عاملی که نقش اصلی را در طول عمر و تنظیم DR ایفا می کند [42]. قابل توجه است که اثر افزایش طول عمر آریپیپرازول به طور کامل در جهش دف-16 حذف شد (شکل 6A). DAF{8}} در cyto sol در شرایط عادی قرار می گیرد. پس از فعال شدن، DAF{9}} به هسته منتقل میشود تا رونویسی ژنهای مختلفی را که مقاومت در برابر استرس را تنظیم میکنند، تحریک کند.
متابولیسم، تولید مثل و طول عمر. در واقع، کرمهای TJ356 با پروتئین فلورسنت سبز (GFP) با برچسب DAF{2}} تجمع افزایشی DAF-16 را در هسته پس از درمان با آریپیپرازول نشان دادند (شکل 6B, C)، که نشان میدهد که آریپیپرازول واسطه DR است. -مانند طول عمر
گسترش از طریق DAF-16. در مکانیسم شبیه DR، سیگنالینگ فاکتور رشد انسولین/شبه انسولین 1 (IGF-1)، تنظیم کننده اطلاعات بی صدا

Fig. 6 Aripiprazole mediates DR-like lifespan extension through the AAK-2-DAF-16 pathway. A Survival curve of the daf-16 mutant treated with 100μM of aripiprazole (Ari) or DMSO at 20 °C (comparison between DMSO and aripiprazole (Ari) treatment: ns=not signifcant with P >0.05، آزمون log-rank). B تصاویر معرف کرم هایی که دارای محل یابی سیتوزولی، میانی و هسته ای DAF{3}} در سویه های تراریخته TJ356 هستند. نوار مقیاس=50μm. C صدک حیوانات TJ356 تحت درمان با 100μM آریپیپرازول (Ari) یا DMSO که محلی سازی سیتوزولی، میانی یا هسته ای را نشان می دهد. D–J Survival curves of mutant daf-2 (D), age-1 (E), akt{10}} (F), akt-2 (G), Sir{{ 12}}.1 (H), aak-2 (I), par{15}} (J) تیمار شده با 100μM آریپیپرازول
(Ari) or DMSO at 20 °C (comparison between DMSO and aripiprazole (Ari) treatment: ns=not significant with P >0.05. ** نشان داده شده ص<0.01. ****, p<0.0001, log-rank test) (see Additional fle 2 for supporting data). Experiments were performed in three independent biological replicates
به حیوانات N2 (شکل 6H)، نشان می دهد که افزایش طول عمر با واسطه آریپیپرازول نیز مستقل از SIR است-2.1.
نشان داده شده است که آریپیپرازول AMPK پستانداران را در سلول های PC12 فعال می کند [43، 44]. بنابراین، ما فرض کردیم که آریپیپرازول ممکن است از طریق AAK{3}} برای افزایش طول عمر عمل کند. همانطور که در شکل 6 نشان داده شده است، آریپیپرازول نتوانست طول عمر aak را افزایش دهد-2
جهش یافته، نشان می دهد که aak-2 برای اثرات ریپیپرازول بر طول عمر مورد نیاز است. ما بیشتر یک جهش را آزمایش کردیم که دارای جهش در همولوگ Cistanche کبدی کیناز B1 (LKB1) PAR{3}}، یک کیناز بالادست AMPK است. جهش par-4 پس از درمان با آریپیپرازول هیچ تمدید طول عمری را نشان نداد (شکل 6J)، که بیشتر از این فرضیه پشتیبانی میکند که افزایش طول عمر با واسطه آریپیپرازول به فعالیت AAK-2 نیاز دارد.
درخواست بیشتر: ایمیل:wallence.suen@wecistanche.com Whatsapp plus 86 15292862950






