研究团队对功能丧失策略进行了相关研究发现: 骨骼肌特异性Parp1基因敲低(mPARPKD)的果蝇爬行能力显着提高,老年抗饥饿和抗氧化能力也显着提高.同时,没有观察到食物摄入量和体重的显着变化;这些表型在幼蝇中不存在。在同时敲低骨骼肌中的Parp1 和Ampk (mDKD) 基因后,它们的寿命、爬行、饥饿和氧化能力与对照组相似,但明显低于mPARPKD 组。
尽管有报道称PARP1 与AMPK 之间存在相互作用,但PARP1 对AMPK 的精确调控仍无定论。在这项研究中,PARP1 和AMPK 之间的相互作用通过质谱法得到证实,并发现了两者的结合域。抑制PARP1 功能可减少翻译后AMPK PARylation 并增加AMPK 磷酸化。 AMPK PARylation的翻译后修饰位点通过点突变法确定。
机制研究表明,骨骼肌特异性PARP1 的敲低会上调PGC-1 的表达以增加线粒体的产生,而PINK1 表达的上调会促进线粒体自噬对受损线粒体的清除。
该研究首次说明抑制DNA损伤修复基因Parp1可精细调节能量代谢中的关键分子AMPK,通过增加线粒体产量和控制线粒体质量,完成骨骼肌中线粒体的高效周转。从而改善骨骼肌代谢功能,延长寿命,表明PARP1抑制不仅在癌性肿瘤中发挥作用,而且在延缓衰老方面也有益处。
复旦大学科学院研究员郭珊珊、上海体育学院博士生张爽、复旦大学生命科学学院博士生庄一晓和谢发民为共同作者-第一作者本文论文论文。复旦大学科学院刘特民教授和孔兴兴教授为本文论文的共同作者。