Cell：小分子NO的大功绩

对机体来说一氧化氮是一种多才多艺的气体，有助于增加血流、传递神经信号和调节免疫功能。现在一项新研究显示，一氧化氮还能够延长寿命，增强生物抵抗环境压力的能力。

线虫Caenorhabditis elegans被广泛用于衰老研究，新研究显示当线虫以生产一氧化氮的细菌为食时，寿命得到显著延长。这说明，我们机体内生活着的大量微生物（微生物组）可能由此对人体健康产生重要影响。

随着年龄增长，我们自身的一氧化氮水平逐渐下降，而这会导致正常衰老，领导这项研究的纽约大学教授Evgeny Nudler说。他认为，人体内的微生物能够为人体提供一些一氧化氮，从而促进机体健康。

“通过线虫研究，我们了解到被细菌利用的一氧化氮，对其宿主也是有益的，对人类肠道来说也是如此。”Dr. Nudler说。“很可能，至少在肠道内，我们的共生菌控制着一些基因，保护细胞抵御压力和衰老相关的退化。”共生菌对其宿主有益。

尽管人类和其他许多生物都具有产生一氧化氮的酶，但线虫没有。枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）不仅是线虫的食物，也是生活在线虫肠道的普通共生菌。Dr. Nudler及其团队在二月十四日的Cell杂志上发表文章，指出线虫能够抢夺枯草芽孢杆菌的一氧化氮，而这也使以枯草芽孢杆菌为食的线虫比以大肠杆菌为食的线虫寿命长50%，大肠杆菌不产一氧化氮。

研究人员将线虫分为两组，一组喂以产一氧化氮的枯草芽孢杆菌，一组喂以敲除了一氧化氮合成基因的突变型枯草芽孢杆菌，发现第一组线虫的寿命比第二组长15%。研究人员还通过荧光标记展示，线虫自己不生产一氧化氮，当它们以正常枯草芽孢杆菌为食时，一氧化氮荧光信号才会出现在它们体内。

研究还显示，枯草芽孢杆菌生产的一氧化氮进入线虫组织，激活了65个基因。其中一些基因涉及了对压力的抗性、免疫应答和寿命延长，其他还有一些基因的功能未知。重要的是研究人员发现，两个著名的调节蛋白hsf-1和daf-16，是这些基因激活所必须的。

“我们发现，线虫体内细菌产生的一氧化氮气体扩散进入线虫组织，并通过两个主要调节子激活一系列特殊基因，由此提高线虫对压力的抗性，延长线虫的寿命，” Dr. Nudler说。“一个生物产生的小小分子，能够通过直接信号传导对另一种生物产生如此大的生理影响，这很惊人。”

Dr. Nudler'实验室曾发现，危险的致病菌能够利用一氧化氮抵抗抗生素。现在他们又发现，共生菌生产的一氧化氮能为宿主带来多种益处。而研究显示，一氧化氮只是枯草芽孢杆菌生产的多种有益分子之一。研究人员计划利用线虫模型，进一步研究共生菌促进宿主健康和延长寿命的机制。

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Bacterial Nitric Oxide Extends the Lifespan of C. elegans

Nitric oxide (NO) is an important signaling molecule in multicellular organisms. Most animals produce NO from L-arginine via a family of dedicated enzymes known as NO synthases (NOSes). A rare exception is the roundworm Caenorhabditis elegans, which lacks its own NOS. However, in its natural environment, C. elegans feeds on Bacilli that possess functional NOS. Here, we demonstrate that bacterially derived NO enhances C. elegans longevity and stress resistance via a defined group of genes that function under the dual control of HSF-1 and DAF-16 transcription factors. Our work provides an example of interspecies signaling by a small molecule and illustrates the lifelong value of commensal bacteria to their host.

来源：生物通 转化医学网