胰岛素信号的改变可使蚁后长寿并兴旺繁衍

据研究人员报告，尽管蚁后是蚁群中唯一具生殖功能的蚂蚁，但改变其体内的胰岛素信号可能会赋予它们特有的长寿特征。在大多数现有的生物中，生殖和寿命之间存在着某种权衡取舍。这在很大程度上是因为繁衍众多后代的动物常常会以折损寿命为代价，因为生殖需要为之配给重要的营养和代谢资源。人们认为，胰岛素和胰岛素样生长因子信号通路是生殖和寿命缩短之间呈反向关联的基础。然而，蚂蚁是这种模式的一个例外。在任何蚁群中，繁殖活动仅限于一或几个蚁后。具繁殖能力的蚁后可以存活数十年——这比蚁群中不参与繁殖的雌性工蚁的寿命长许多倍——并会产下数百万个卵。在一些诸如跳镰猛蚁（Harpegnatos saltator）等蚁种中，当蚁后死亡或遭废除时，工蚁可转换品级而成为具繁殖功能的拟蚁后或繁殖性工蚁。尽管出身工蚁，但繁殖性工蚁的寿命可以比其先前的同类长5倍之多。更重要的是，当繁殖性工蚁被安置在工蚁品级确定的蚁群中时，它们可回复为工蚁（回复体），从而恢复其短寿的特征。这些蚂蚁的与生殖相关的长寿是如何受到调控的（特别是在活跃的生殖期）则仍不清楚。为了评估繁殖和长寿间的关系，Hua Yan和同事对跳镰猛蚁的工蚁、繁殖性工蚁和回复型工蚁的对繁殖和代谢重要的组织进行了批量RNA测序，并将之与该蚂蚁品级转换期间的基因表达进行了比较。Yan等人发现，胰岛素正如所料地被上调以促进繁殖性工蚁体内的卵子生成，然而，这并没有像在其它工蚁中那样导致寿命缩短。作者发现，胰岛素的增加可诱导繁殖性工蚁体内的卵巢发育，进而导致胰岛素信号通路的MAPK分支中胰岛素抑制蛋白Imp-L2的生成。这种抗胰岛素蛋白可阻断控制衰老的AKT（这是胰岛素信号通路的另一个主要分支）中的信号传导。据作者披露，AKT活性的降低或能使跳镰猛蚁的蚁后和拟蚁后活得更久。