2026年9月23日,湖南师范大学翟宗昭、湖南大学王奕蓉、陆炯明作为共同通讯作者(湖南师范大学王骏、湖南大学蔡子欣为论文共同第一作者),在国际顶尖学术期刊 Nature 上发表了题为“ Lsp2linksmTORC1toTOPmRNAtranslationandlifespanin Drosophila ”的研究成果。首次在生物体水平证明4E-BP选择性调控TOPmRNA翻译并影响寿命,揭示了一个雷帕霉素不敏感的mTORC1分支作为长寿干预靶点,提出 Lsp2为mTORC1调控的循环蛋白,且与衰老相关,为选择性抑制mTORC1功能、开发抗衰老干预策略提供了新思路。

服务支持
迈思生物承担了该研究中Lsp2重组蛋白表达,抗体定制开发服务。

背景
mTORC1、TOP mRNA 与衰老的未解之谜
mTORC1是细胞感应营养、协调代谢与衰老的核心通路。它通过磷酸化4E-BP和S6K促进蛋白质合成,而抑制mTORC1可延长多种生物寿命。然而,长期使用雷帕霉素抑制mTORC1会带来代谢和免疫副作用,原因在于它同时抑制mTORC2。因此,选择性抑制mTORC1的特定下游功能成为抗衰老研究的重要方向。
TOPmRNA(5‘末端寡嘧啶基序mRNA)主要编码核糖体蛋白(RP),占细胞总转录本的15–20%,是翻译负担最重的一类mRNA。mTORC1通过4E-BP优先调控TOPmRNA翻译,但这一功能对雷帕霉素不敏感。然而,TOPmRNA翻译如何在生理层面被调控、又如何影响寿命,仍不清楚。
核心发现
Lsp2是EAA诱导的脂肪因子,负向调控寿命

Fig. 1
Lsp2 由必需氨基酸(EAA)通过 mTORC1 诱导
通过转录组分析,Lsp2(编码幼虫血清蛋白)在蛋白质饮食和衰老过程中均显著上调(Fig.1a–c)。Lsp2的表达主要位于头部脂肪体,且可被蛋白质饮食快速、可逆地诱导(Fig.1e–f)。进一步实验表明:
·10种EAA混合物强烈诱导Lsp2,而非必需氨基酸(NEAA)不能(Fig.1g);
·去除大多数单个EAA会显著降低Lsp2诱导,说明Lsp2是EAA完整性的指示器(Fig.1h);
·mTORC1信号通路(RagA/B、mTOR、Rheb、TSC1)正调控Lsp2,而抑制mTORC1可完全阻断EAA诱导的Lsp2表达(Fig.1i–j);

Fig. 2
Lsp2 缺失显著延长寿命,且不损害生殖适合度
研究者构建了Lsp2突变体,发现在多种SYA饮食(0–20%酵母)下,Lsp2突变体寿命均显著延长,中位寿命最大增加42%(雄性)和28%(雌性)(Fig.2a–b),过表达Lsp2则缩短寿命(Fig.2c–d),寿命延长不伴随生殖、运动、抗应激能力的下降,甚至8–10天龄突变体产卵量更高。
机制解析
Lsp2 通过 4E-BP 选择性促进 TOP mRNA 翻译

Fig. 3
Lsp2 促进全局翻译,但选择性调控 RP 翻译
Lsp2缺失增加eIF2α磷酸化、降低全局蛋白合成率(Fig.3a–b),并导致 40S亚基减少、60S亚基增加,提示核糖体组装受损(ExtendedDataFig.6e)。多聚核糖体测序(polysome-seq)与翻译效率(TE)分析显示Lsp2缺失后,66个mRNA的TE显著下降,其中48个为胞质核糖体蛋白(RP)mRNA(Fig.3e–f)。
4E-BP 是 Lsp2 调控 RP 翻译与寿命的关键中介
在Lsp2突变体中敲除4E-BP(Thor),RP翻译缺陷被完全挽救(Fig.3g–h),同时敲除Thor后,Lsp2缺失带来的寿命延长几乎消失(Fig.3i),Lsp2促进4E-BP磷酸化,且该过程依赖mTORC1和GATOR2(Fig.4a–d)。

Fig. 4
Lsp2 与雷帕霉素效应的区别
雷帕霉素抑制S6K但不抑制4E-BP磷酸化(Fig.4e–f),而Lsp2缺失则同时降低S6K和4E-BP磷酸化,Lsp2突变体对雷帕霉素更敏感,低剂量即延长寿命,高剂量反而有害(Fig.4g)。
进化视角
TOP 基序与 4E-BP 在果蝇中协同出现

研究者系统鉴定了果蝇TOPmRNA,共预测136个TOP基因,其中82个为RP基因(Fig.5a);TOP基序在果蝇RPmRNA中高度保守,与4E-BP协同出现,而在酵母、线虫、植物中缺失(Fig.5b);突变TOP基序可降低RP蛋白水平而不影响转录(Fig.5c);Lsp2缺失或过表达可选择性调控TOPmRNA翻译(Fig.5d)。
结论
核心模型:EAA→mTORC1→Lsp2(脂肪因子)→反馈激活mTORC1→4E-BP磷酸化→TOPmRNA翻译→寿命缩短。

Lsp2作为一个营养诱导的mTORC1反馈激活因子,在脂肪体中整合EAA、胰岛素、FoxO、ATF4、蜕皮激素等信号,放大mTORC1输出,选择性促进RP翻译,从而加速衰老。
