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衰老发生在所有的生物有机体中,伴随着组织的退化,产生各种各样与年龄相关的疾病。雷帕霉素复合物1(TORC1)作为一种调节营养状态和细胞代谢的复合物,抑制其活性可以延长生物体寿命,并能延缓与年龄相关疾病的发生。本研究利用TORC1的抑制基因nprl2基因缺失果蝇(Nprl2蛋白是GATOR1复合物的组分之一),研究TORC1对果蝇衰老过程中胃肠道(GI)消化功能的影响。发现与对照组果蝇相比,nprl2突变果蝇的寿命显著降低。随着年龄的增长,nprl2突变果蝇的crop(功能类似于哺乳动物的胃),有明显的增大,并有食物堆积的现象。为了明确Nprl2在GI中的功能,本课题以雄果蝇为实验对象,研究nprl2基因对crop中食物转运和肠道衰老的调节。主要结果如下:(1)通过免疫荧光对crop细胞轮廓进行染色,发现nprl2突变果蝇crop的增大,是由食物堆积膨胀,膜的延展性变大所致。而给果蝇喂食亮蓝食物后发现,nprl2突变果蝇体内食物停留的时间较长。紫外分光光度计法,测定亮蓝食物的分布情况,发现食物crop中分布较多(P<0.01),在肠道中分布较少(P<0.001)。表明nprl2基因突变果蝇crop中出现食物堆积现象,是由于食物的消化或转运速度减缓所致。(2)通过CAFE法、Defecation法发现果蝇的食物取食量没有明显差异,但nprl2突变果蝇的排便率显著降低(P<0.001);通过测定果蝇crop的收缩频率发现nprl2突变果蝇crop的收缩率明显减慢(P<0.001)。nprl2突变果蝇的胃动力减弱可能就是造成nprl2突变果蝇crop增大,食物堆积的原因之一。(3)通过果蝇肠道的测量,发现nprl2突变果蝇肠道较短较细(P<0.05、P<0.001),表明其肠道稳态可能失衡。通过测定肠道上皮细胞干细胞相关表达情况,发现nprl2突变果蝇ISCs过度增殖(P<0.001),并且分化的肠内分泌细胞(EEs)明显减少(P<0.05)。通过尼罗红染色对肠道脂含量进行测定,发现nprl2突变果蝇肠道脂含量显著减少(P<0.001),通过给果蝇喂食肠道损伤剂SDS,发现nprl2突变果蝇的寿命明显缩短(P<0.001)。测定果蝇肠道抗菌肽基因的表达,发现nprl2突变果蝇抗菌肽表达有显著升高(P<0.001)。这些指标都说明nprl2突变果蝇的肠道加快衰老。(4)用nprl2;TorA948V果蝇(降低nprl2果蝇TORC1活性)进行以上部分实验。发现TORC1活性降低后,crop变小,食物代谢加快,食物在crop中分布也减少到对照组野生型状态,并且crop的收缩率也恢复到野生型状态。因此推断nprl2突变果蝇中TORC1活性升高可能是导致年龄相关的GI功能障碍的原因。(5)通过给果蝇喂食TORC1抑制药物雷帕霉素(rapamycin),发现rapamycin药物处理后,crop中食物堆积现象明显恢复,表明rapamycin能抑制nprl2缺失所产生的GI障碍。进一步表明Npr12蛋白通过抑制TORC1活性维持GI的正常功能。我们的研究结果表明,nprl2突变果蝇GI表现出衰老果蝇的特征,是由于TORC1活性较高所致,提示TORC1活性的过分增加可能会加速GI消化系统衰老。