近日(12月30日)，美國羅徹斯特大學醫學中心(University of Rochester Medical Center)和華盛頓大學(University of Washington)的科學家，發現透過直接調控粒線體膜電位，可延長線蟲壽命30~40%的方法。該研究以快訊型論文(brief communication)形式，發表於期刊《Nature Aging》。

粒線體為一種具有雙層膜構造的胞器，先前研究已發現，與能量分子ATP的產生、免疫訊號和遺傳調控都息息相關的粒線體內膜「膜電位」(即膜移動帶電粒子的能力)，會隨著細胞老化而減弱。不過，目前科學家仍不清楚膜電位的降低，究竟是造成細胞老化的原因，還是老化的結果。

本次，美國團隊為了瞭解粒線體膜電位與老化間的關係，透過「光遺傳學」(optogenetic)技術，人為操控線蟲的粒線體膜電位；由於線蟲身體為半透明狀，因此也相當適合這項須由外部提供光線刺激來進行的實驗。

光遺傳學為一種運用光來控制細胞內活動的技術，尤其適合需要精確針對細胞中特定時間和空間進行研究時使用。

線蟲的平均壽命約為二至三週，研究人員先讓線蟲幼蟲在完全黑暗的環境下發育，直到成年後第一天，再暴露於實驗的光照條件下；透過事先以基因改造讓線蟲產生的「光活化質子幫浦」(light-activated proton pump)，特異性地提高成年線蟲的粒線體膜電位與ATP產生。

在人為提高線蟲的粒線體膜電位後，該團隊成功逆轉了線蟲體內一一些與年齡相關的衰老跡象，且相較於一般線蟲，經該實驗處理的線蟲壽命都顯著延長30~40%，該實驗也成功在三種不同品系線蟲中得以重複。

研究人員表示，該實驗已成功在線蟲體內證實，利用光對成年線蟲處理，增加其粒線體膜電位，就足以減緩衰老的速度。

實驗中也發現，原先衰老後移動會變遲緩的線蟲，若經這項實驗處理，即便年齡增長，其放於液體中的抖動動作仍會維持。

研究團隊表示，這些結果顯示，透過直接逆轉線蟲老化下粒線體膜電位的減少，有可能改善其老化造成的生理功能衰退。

線粒體膜電位驅動這些細胞器的許多重要任務，包括能量分子產生、免疫信號和遺傳調控。

參考資料：

1. 論文原文：https://www.nature.com/articles/s43587-022-00340-7

2. https://www.news-medical.net/news/20221230/Novel-experimental-approach-slows-physical-decline-and-extends-the-lives-of-roundworms.aspx

(編譯/巫芝岳)