背景：

長壽具備可塑性，且受外部因素（例如飲食）和內部因素（例如生殖需求）共同影響。生殖細胞和體細胞之間的信號傳遞可以使個體對生理和環境挑戰做出協調反應。生殖系統是通過抗衰老與促衰老信號相互競爭來實現體細胞衰老調節。去除生殖細胞系（germline removal）會通過包括胰島素和帕霉素信號通路在內的保守途徑延長體細胞壽命，而生殖細胞系過度活躍（germline hyperactivity）則通過未知機制來縮短壽命。

piRNA（PIWI-interacting RNA），是一種長25～33nt的非編碼RNA，通過與PIWI蛋白相互作用而發揮作用。piRNA主要在生殖系統中表達，與基因組穩定性保持、表觀遺傳學調節、生殖干細胞分化、胚胎發育和多種疾病的發生、發展密切相關。

2023年1月，新奧爾良大學 Shi Cheng 和普林斯頓大學 Coleen Murphy 在 Nature 子刊 Nature Aging 上發表了題為：piRNAs regulate a Hedgehog germline-to-soma pro-aging signal 的研究論文。 

 

作者在秀麗隱桿線蟲中發現了一個piRNA-Hedgehog信號通路，交配誘導的生殖細胞過度活躍會下調piRNA，使某些Hedgehog配體脫靶，從而加速解除對Hedgehog相關基因的抑制，如編碼基因wrt-1和wrt-10。 Hedgehog將生殖細胞系狀態傳遞給體細胞，導致交配誘導的體細胞萎縮和死亡。其中，作者對已交配或未交配的雌雄同體秀麗隱桿線蟲的生殖細胞系進行了mRNA和小RNA測序，以確定在已交配的雌雄同體中差異表達的基因和非編碼RNA，發掘衰老機制。

 

研究表明Hedgehog信號通路由piRNA調控，以編碼先前未知的生殖細胞促衰老信號。交配誘導生殖細胞piRNA下調以及隨后Hedgehog通路向體細胞發出的信號使機體能夠根據生殖細胞需求調整體細胞資源分配，優化繁殖時機和存活率。

Shi, Cheng, and Coleen T. Murphy. "piRNAs regulate a Hedgehog germline-to-soma pro-aging signal." Nature Aging 3.1 (2023): 47-63. 

作者利用序列同源性通過生物信息學識別了一組可能的分泌蛋白，這些蛋白在交配的雌雄同體的生殖細胞系中被錯誤調節。通過對其中13個分子的靶向篩選，作者確定了兩種Hedgehog樣配體——WRT-1和WRT-10，這兩種配體足以導致生殖細胞系收縮，并且是交配對壽命的有害影響所必需的。特別是，敲低wrt-1基因，能夠消除50%的交配對壽命縮短的影響。

 

文中small RNA測序部分使用Pippin系列全自動核酸電泳片段回收系統進行small RNA精準回收，干凈去除引物二聚體，揭示了piRNA-Hedgehog信號通路的非常規作用，以及Hedgehog信號在調節壽命和體細胞維持中的新作用。

 

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