Nature丨果蝇的童年营养记忆与蛋白质翻译的长寿秘密

饮食限制作为一种经典的干预手段，已被证实能够在跨物种的生物体中延缓衰老并延长寿命。早期生命阶段的短暂营养调控对成年期的生理机能和寿命具有深远且持久的影响，这种现象通常被称为营养编程。

尽管早在近一个世纪前就在大鼠和大型溞等模式生物中观察到幼年期饮食限制可延长寿命，但其背后的机制仍未得到充分阐释。现有的理论假说多聚焦于器官结构的不可逆改变、表观遗传修饰、生长与生殖的权衡、代谢内分泌稳态以及肠道菌群等方面。

在黑腹果蝇等模型中的转录组和代谢分析提示，核糖体翻译机器的变化以及脂质代谢产物的改变可能参与其中。然而，能够在发育转变过程中编码、保存并跨阶段传递早期营养信息的关键分子载体此前一直未被明确发现。

2026年9月23日，日本理化学研究所Fumiaki Obata和Koshi Imami团队在Nature上发表了题为“Lsp2 links early-life diet to adult translation and lifespan in Drosophila”的研究论文。该研究证实Lsp2作为连接幼年营养与成年生理的关键分子，通过前馈机制跨越蛹期维持营养记忆，揭示了机体传递早期营养信息并调控成年期蛋白质翻译与寿命的新机制，为理解生命早期营养对终身健康的影响提供了分子生物学基础。

文章索引

【标题】Lsp2 links early-life diet to adult translation and lifespan in Drosophila

【发表期刊】Nature

【发表日期】2026年9月23日

【作者及团队】日本理化学研究所Fumiaki Obata和Koshi Imami团队

【IF】48.5

研究结果

一、早期蛋白质限制延长寿命

通过在幼虫期降低酵母浓度实施早期蛋白质限制（ePR），发现ePR延迟发育并降低体重，但不影响羽化率。

雌性和雄性ePR果蝇在标准成年饮食下均表现寿命延长，补充氨基酸可消除该效应，且寿命延长在较宽的成年氨基酸浓度范围内保持。

二、早期蛋白质限制重塑早期营养信号

利用蛋白质印迹和报告基因检测发现，ePR在成年早期短暂抑制胰岛素信号，激活叉头框O（FoxO）和激活转录因子4（ATF4），但保幼激素信号靶基因Kr-h1未见变化。

这些营养感知通路的变化在成年第5至第7天基本恢复正常。

三、幼虫期饮食塑造成年蛋白质组

通过体内脉冲稳定同位素标记（SILAC）追踪氨基酸去向，发现幼虫期同位素标记蛋白在成虫早期仍占较高比例。

核糖体蛋白（RPs）是幼虫来源同位素富集最高的蛋白类别之一，且存在由幼虫来源氨基酸从头合成新核糖体蛋白的证据。

四、早期蛋白质限制降低成年核糖体与翻译水平

蛋白质组和转录组分析显示，ePR果蝇早成年头部细胞质核糖体蛋白丰度下降，线粒体核糖体蛋白变化较小。

SUnSET实验证实蛋白质合成在成年早期被抑制，且该抑制约持续一周。

五、早期蛋白质限制减少Lsp2保留与合成

体内脉冲SILAC和Lsp2–muGFP敲入报告系显示，ePR降低幼虫期Lsp2蛋白水平，并减少其在蛹期和成年早期的保留及从头合成。

幼虫特异性敲低Lsp2可降低成虫早期Lsp2表达，提示存在维持储存蛋白表达的反馈调控。

六、Lsp2调控翻译与寿命

脂肪体特异性敲低Lsp2可模拟ePR表型，降低早成年细胞质核糖体蛋白水平和翻译活性并延长寿命。

幼虫期或成年早期的Lsp2敲低均足以延长寿命，其中幼虫期敲低还抑制早期成年翻译，而ePR与Lsp2敲低组合不再进一步延长寿命，提示二者共享机制。

七、Lsp2富集氨基酸塑造寿命

Lsp2蛋白富含苯丙氨酸和酪氨酸等芳香族氨基酸，Lsp2敲低或ePR均可改变成年果蝇这些氨基酸的组成。

幼虫期限制酪氨酸或降低苯丙氨酸、组氨酸水平可降低Lsp2表达并延长寿命，而限制Lsp2中含量较低的异亮氨酸无此效果。

总结

本研究通过结合营养学、蛋白质组学和遗传学手段，揭示了果蝇储藏蛋白Lsp2是连接幼年期营养与成年期寿命的关键分子。早期饮食限制通过调控Lsp2的丰度，重塑了成年早期的蛋白质翻译能力，最终实现对寿命的调控，为理解“发育源于健康与疾病”（DOHaD）理论提供了新的分子机制见解。