上海
随着岁月流逝，我们都会经历身体机能逐渐衰退的过程，例如体力下降、代谢变慢、更容易生病。这背后的一个核心原因是细胞内的能量工厂——线粒体功能逐渐衰退，这也是衰老的关键标志之一。
然而，一个长期困扰科学家的问题是，在自然衰老过程中，究竟是什么原因导致了线粒体的损伤以及功能衰退？近期，一项发表在《自然-通讯》上的研究揭开了这个谜团的一角。
研究发现随着个体衰老，线粒体的融合过程以及线粒体网络会产生失衡，从而让线粒体的功能大打折扣。这一衰退过程中，线粒体膜丢失了一种特殊脂质磷脂酰胆碱，导致线粒体融合更容易失败。此外，一些初步实验显示，通过日常饮食增加胆碱摄入或能帮助恢复线粒体功能。
研究中，作者以秀丽隐杆线虫为模型展开了研究，因为它寿命短（约2-3周），便于观察整个生命周期的变化。
研究人员对比了年轻、中年和老年线虫体内蛋白的变化。结果发现，在衰老早期，细胞会花费更多资源来应对压力和维持蛋白质稳态；而到了衰老后期，代谢紊乱成为最突出的问题，尤其是与脂质和线粒体相关的代谢通路出现了显著异常。
根据对数据的分析结果，其中SAMS-1的变化引起了作者的注意。SAMS-1是合成S-腺苷甲硫氨酸（SAM）的关键酶，而SAM是体内最重要的“甲基供体”，参与调控了多种生化过程。研究发现，在普通线虫衰老过程中，SAMS-1的水平会出现急剧下降。而在两种拥有“长寿”突变的线虫中，即使线粒体存在缺陷，它仍然维持着较好的SAMS-1表达水平。这表明SAMS-1在健康长寿中发挥了关键作用，但它是怎么做到的？
图片来源：123RF
为了解开这一谜团，作者尝试在年轻线虫中破坏了SAMS-1的表达基因，结果原本正常的线粒体融合过程显著减弱了。线粒体融合是指线粒体之间合并、形成线粒体网络的过程。在健康的年轻细胞中，线粒体会不断地融合以及分裂，形成一张高度互联、动态变化的网状结构。这张网络让线粒体之间可以共享能量物质、DNA和蛋白质。SAMS-1的丢失让线粒体网络发生了碎片化，功能也严重受损。
具体机制上，SAMS-1参与合成的SAM主要参与了两条下游通路，一是调控基因表达的DNA甲基化过程；二是合成细胞膜的磷脂成分，磷脂酰胆碱（PC）。为了区分哪一条通路受到了影响，研究人员依次阻断了这两条通路。
结果显示，当阻断磷脂酰胆碱合成时，线粒体出现了与SAMS-1缺失一样的网络碎片化缺陷。而直接给线虫补充磷脂酰胆碱或者它的前体胆碱，就能修复线粒体的形态和功能。
更关键的是，这一机制或许并非只存在于线虫中。研究团队分析了英国生物银行（UK Biobank）近3万人的血液代谢数据。他们发现，随着年龄增长，人体内合成磷脂酰胆碱的关键基因PEMT在许多组织中的表达量显著下降。此外，老年人的磷脂酰胆碱水平普遍降低，尤其是在更年期后的女性中更为明显。
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研究人员总结道，随着年龄增长，体内合成磷脂酰胆碱的能力逐渐下降。由于磷脂酰胆碱是线粒体膜的重要组成成分，其缺乏会导致线粒体膜流动性变差，无法正常进行融合。最终，线粒体网络破碎、能量产出下降，整个细胞的代谢陷入混乱。
他们的初步实验也提示这一过程是可改善的。研究表明，通过饮食补充磷脂酰胆碱或胆碱，可以有效恢复老年线虫的线粒体健康，这一措施在人类细胞实验中也表现出保护作用。胆碱广泛存在于鸡蛋、肝脏、花生、大豆等食物中，而磷脂酰胆碱则是一种常见的膳食补充，这也提示多摄入这类食物或补充膳食补剂或有望帮助改善老年个体的线粒体健康。
参考资料：
[1] Poliezhaieva, T., Li, Y., Chaudhari, P.S. et al. Aging-associated decline of phosphatidylcholine synthesis is a malleable trigger of natural mitochondrial aging. Nat Commun 17, 3589 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-71508-7
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