大脑是生命进化的产物，脑研究是现代科学的最后边陲。全面揭示脑的奥秘是现代科学所面临的最大挑战，通过脑研究，可以获得防治脑疾病、认知及心理障碍的线索和工具，找到提高人类智力和心理健康水平的途径。黑腹果蝇是经典的模式生物，其基因组与人类基因组具有高度同源性。果蝇的脑系统结构简单却具有丰富的功能，染色体组小却具有较强的遗传学可操作性，利用果蝇研究脑具有较高的可行性。Dif作为NF-κB转录因子家族中的成员，在果蝇先天免疫中已有较深入的研究，但Dif在神经系统的作用和分子机制，目前仅有少数报道，Dif调控果蝇脑发育与生理行为的机制也尚未明确。

2024年10月10日，华南师范大学生命科学学院昆虫科学与技术研究所余小强教授课题组在International Journal of Biological Macromolecules期刊上发表题为“Loss of function in Drosophila transcription factor Dif delays brain development in larvae resulting in aging adult brain”的研究论文。该研究通过对转录因子Dif突变体果蝇的变态发育、神经系统、生理行为和寿命等方面进行研究，发现了Dif在果蝇脑神经发育与衰老中的新功能。

在该研究论文中，作者首先发现转录因子Dif突变造成果蝇幼虫变态发育过程延迟，化蛹时间和羽化时间较野生型果蝇均有延迟，化蛹率和脑面积显著减少。对果蝇神经系统进一步研究后发现，缺失 Dif 减少幼虫脑的细胞分裂，导致成虫脑神经元减少，尤其是多巴胺神经元，说明转录因子Dif在果蝇脑神经发育中发挥着重要作用。

结合脑转录组数据分析和β-半乳糖苷酶染色实验，研究发现同日龄Dif突变体果蝇脑衰老程度显著高于野生型果蝇。对果蝇的寿命和行为进行进一步统计，发现Dif功能缺失的果蝇寿命显著缩短，在垂直方向的攀爬行为和水平方向的行走行为均存在显著异常，其成虫大脑中与神经退行性疾病相关的蛋白水平也发生改变。这些结果说明Dif调控果蝇生理行为和脑衰老速度。

该论文对转录因子Dif在果蝇大脑中的功能进行研究，发现了Dif调控果蝇脑发育和神经系统发育，影响果蝇生理行为和寿命，证实了Dif与衰老和神经退行性疾病之间的联系。这些研究完善了Dif在果蝇神经系统中的功能，为进一步研究NF-κB转录因子在神经系统中的作用机制和分子途径提供理论基础。通过探究Dif与衰老和神经退行性疾病之间的调控机制，不仅可以揭示细胞分子通路，还可以建立新的神经退行性疾病果蝇模型，为人类神经退行性疾病研究提供新思路。

余小强教授团队近年来围绕昆虫免疫与发育的分子机制开展一系列研究，在PNAS、Cell Death & Disease、iScience、Insect Science等权威期刊发表多篇研究论文。华南师范大学生命科学学院汤婷博士为第一作者，余小强教授、已出站博士后张杰和青年英才胡启豪为通讯作者。2023级博士研究生李锦和2023级硕士研究生张邦稳在本文的研究中做出了重要贡献。华南师范大学为论文通讯作者单位。该研究得到国家自然科学基金和广东省基础与应用基础研究基金的支持。

撰稿人：汤    婷

初    审：魏秋兰

终    审：刘素宁

• 发布时间：
• 2024-10-23 11:10:00 来源：华南师范大学生命科学学院 点击： 收藏本文

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