文：小肥波
將壽命延長 500% 看似很多兼不切實際。不過在蟻后死後，印度跳蟻（Harpegnathos saltator）工蟻都會力爭上游，爭奪新蟻后寶座，勝者不僅可以產卵，更會得到大大延長壽命的能力，比普通工蟻壽命長 500%。最新刊於「科學」的研究更確認到蟻后減緩衰老的秘密，在於一種名為 Imp-L2 的蛋白質，以抵消胰島素在新任蟻后體內的一些影響。
一般而言，胰島素作為荷爾蒙，有助於將糖從循環系統引導到細胞中成為燃料。新蟻后，學界稱之為「偽蟻后」，牠們必須提高自身的胰島素產量，以應對為生產而消耗的大量食物。 雖然有其必要，但理論上這種胰島素的「大爆發」應該伴隨著一個問題：除了幫助糖進入細胞外，胰島素還會引發一些分子鏈反應，其中部分會導致衰老過程，包括「Akt 信號路徑」。此種被胰島素激活的路徑，涉及從新陳代謝到細胞存活等的多種細胞功能，長期以來一直與衰老和與年齡相關的疾病有關。
所以，如果一個新任蟻后開始大量分泌胰島素，理論上她應該比一般工蟻衰老得更快。然而，大自然總是出人意表，新蟻后恰恰相反地得到超長壽命 —— 典型工蟻的平均壽命只有近 8 個月，而由工蟻演化而成的偽蟻后，平均壽命卻可達 3 年零 3 個月！
有趣的是，如果將一隻偽蟻后放於另一個已有蟻后的印度跳蟻巢穴，她就會自動恢復為普通工蟻，學界稱為「恢復者」，壽命亦打回原形，與工蟻的壽命相似。
一直以來學界都無法解釋這種情況，紐約大學生物學和神經科學教授 Claude Desplan 的團隊，則在新研究中，於印度跳蟻工蟻、恢復者與偽蟻后採集組織樣本，並重點針對分析參與新陳代謝和繁殖的組織，包括大腦、卵巢、脂肪體，類似於人類肝臟的器官和脂肪。
團隊利用一種「批量 RNA 測序」技術，分析了樣本組織到底製造了哪些蛋白質。作為 DNA 的分子表親，RNA 攜帶有關如何製造蛋白質的遺傳指令，將這些藍圖從細胞的指揮中心，運送到細胞的蛋白質製造位點。
通過查看這些 RNA 指令，團隊發現與工蟻和恢復者相比，偽蟻后在大腦中產生更多胰島素，並開始在脂肪體中產生更多脂肪和卵黃生成素（vitellogenin）。來自脂肪體的部分資源會被運送到卵巢，以支援產卵的工作；一些脂肪則用於製造一種只有蟻后和偽蟻后才能散發的獨特信息素（pheromone），而蟻巢中這種信息素的消失，亦會促使工蟻在蟻后死後互相撕殺。
隨著偽蟻后產生更多的胰島素，卵巢會生長發育，以便可以攜帶蟻卵。胰島素通過另一條由其引發的化學反應鏈「MAPK 信號路徑」，指導卵巢成熟過程。與此同時，偽蟻后卵巢會產生 Imp-L2 ，基本上阻斷了「Akt 信號路徑」，阻止偽蟻后快速衰老。團隊又確定，卵巢分泌的 Imp-L2 會進入脂肪體，並為該器官提供抗衰老保護。
換言之，胰島素觸發的 2 條信號路徑，分別增強生育能力和在延長壽命，進行完全不同的調節。
團隊下一步將會了解 Imp-L2 如何僅阻斷與衰老相關的路徑，而不是影響生殖能力。他們亦計劃研究胰島素阻斷蛋白，在其他昆蟲包括果蠅中的作用，最終當然希望在哺乳類動物中進行相關研究，畢竟人類幾千年來，對延年益壽都非常著迷！
參考資料
- Yan, H., Opachaloemphan, C., Carmona-Aldana, F., Mancini, G., Mlejnek, J., & Descostes, N. et al. (2022). Insulin signaling in the long-lived reproductive caste of ants. Science, 377(6610), 1092-1099. doi: 10.1126/science.abm8767
