干细胞抗衰老机制？TFEB-TGFβ轴系统调控

本研究揭示了TFEB-TGFβ信号轴在调控滞育（diapause）和干细胞抗衰老中的核心作用。研究人员通过线虫模型发现，hlh-30/TFEB缺失会导致衰老样状态，表现为DNA损伤、细胞周期停滞和线粒体功能障碍；而抑制TGFβ信号可逆转这些表型。该机制在哺乳动物胚胎滞育和人类癌细胞休眠中同样保守，为理解干细胞长寿和衰老调控提供了新视角，对癌症治疗和抗衰老研究具有重要意义。

　　

在生命科学领域，生物体如何通过滞育（发育停滞，diapause）这种休眠状态应对环境压力一直是个迷人而重要的问题。滞育不仅是自然界普遍存在的生存策略，更与干细胞维持、组织再生和衰老过程密切相关。然而，调控滞育的分子机制及其与细胞衰老的关系尚不明确。德国马克斯普朗克衰老生物学研究所的Tim J. Nonninger等研究人员在《Nature Aging》发表的研究，系统揭示了TFEB-TGFβ轴在调控滞育和干细胞抗衰老中的核心作用。

研究人员采用多种技术方法开展研究：通过线虫（Caenorhabditis elegans）成年生殖滞育（ARD）模型进行遗传筛选和表型分析；利用全基因组测序鉴定关键突变；采用染色质免疫沉淀（ChIP-qPCR）分析转录因子结合；通过RNA测序分析基因表达变化；在哺乳动物胚胎干细胞（mES）和人类黑色素瘤细胞（SK-Mel-147）中验证保守机制。

HLH-30保护细胞免于衰老样状态，维持休眠和干细胞长寿
研究发现hlh-30突变体在ARD和恢复期表现出衰老样特征：生殖干细胞（GSCs）出现DNA损伤（RAD-51 foci增加）、核仁扩大、细胞周期停滞和线粒体功能障碍。野生型线虫ARD期间GSCs线粒体呈碎片化状态，而hlh-30突变体则表现为过度融合。hlh-30突变还导致衰老相关β-半乳糖苷酶（SA-β-gal）活性升高、咽泵活动和肌肉运动能力下降，以及转录组年龄加速。

筛选抗ARD衰老样状态的突变揭示长寿和干细胞抗性通路
通过EMS诱变筛选获得能挽救hlh-30短寿表型的突变，鉴定出TGFβ（daf-1/TGFBR、daf-3/SMAD4）、cGMP（tax-4/CNGA2）和胰岛素/IGF信号（daf-2/InsR、pdk-1/PDPK1）通路成分。daf-1突变使hlh-30平均寿命延长3.2-4.1倍，显著高于其对野生型的效应（1.1-1.2倍），表明TGFβ信号与ARD特异性相关。这些突变还挽救了hlh-30的体型缩小和生殖恢复缺陷。

HLH-30响应营养信号调控TGFβ信号
HLH-30::mNeonGreen在ARD诱导后2小时内即进入ASI神经元核内，而daf-7p::GFP表达在野生型ARD期间下调，在hlh-30突变体中则异常升高。ChIP-qPCR显示HLH-30直接结合daf-14（SMAD3）和daf-5启动子，在ARD期间抑制daf-14并促进daf-5表达。这表明HLH-30通过多层面抑制TGFβ信号：在ASI神经元中下调daf-7表达，在远端尖端细胞（DTC）中抑制受体表达，并通过直接调控SMADs平衡信号输出。

生长信号调控保护细胞免于衰老样状态
研究发现hlh-30突变导致ARD期间Notch信号异常激活：lag-2p::mKate2::PH和sygl-1::3xFlag表达升高，而daf-1突变可逆转这些表型。转录组分析显示hlh-30上调的基因与SenMayo衰老基因集显著重叠（16/32同源基因，P=0.00068），包括先天免疫反应和DNA损伤应答通路。这些变化在hlh-30 daf-1双突变体中得以逆转，表明TGFβ信号失调是衰老样状态的关键驱动因素。

TFEB在哺乳动物滞育模型中调控细胞抗性
在mES细胞中，CRISPR筛选发现TFEB sgRNA在INK128诱导的滞育状态中显著富集。siRNA敲低TFEB使滞育mES细胞存活率降低39.4%，而对增殖期细胞无影响。人类黑色素瘤SK-Mel-147细胞滞育期间TFEB表达上调，基因集富集分析显示TGFβ信号通路改变。这与线虫结果共同表明TFEB-TGFβ轴在调控滞育中的进化保守性。

这项研究系统阐明了TFEB-TGFβ轴作为原始信号回路，通过协调营养感应、代谢重编程和生长信号调控，维持干细胞休眠和抗衰老能力的分子机制。该发现不仅为理解滞育这一古老生物学现象提供了新视角，更揭示了衰老过程中代谢与生长信号失调的潜在病因。特别值得注意的是，这一机制在从线虫到哺乳动物的广泛保守性，暗示其在组织再生、癌症治疗和抗衰老干预中的潜在应用价值。研究建立的ARD模型为在体研究干细胞衰老和再生提供了有力工具，而发现的TFEB-TGFβ调控网络可能成为干预衰老相关疾病的新靶点。