肠道酶FMO-2如何影响我们的行为

生物体的行为与其健康状况密切相关，而健康状况又与寿命相关，但长寿与行为之间的关系研究较少。本研究以秀丽隐杆线虫（一种常用的模式生物）为对象，发现调控饮食限制和缺氧下游的单个长寿基因fmo-2（黄素单加氧酶基因）会显著改变其行为。
研究显示，fmo-2基因表达异常（过表达或敲除）不会影响线虫的基本运动能力（如速度、进食泵动等），但会改变其感官感知和觅食决策。例如，fmo-2过表达或敲除的线虫对化学引诱物（如二乙酰）和排斥物（如1-辛醇）的趋化反应减弱，对致病菌的逃避能力下降，探索行为也显著减少（表现为活动范围缩小、速度降低，更多处于静止状态而非漫游状态）。进一步研究发现，肠道或神经元中特异性过表达fmo-2即可导致探索行为减少，而肌肉中过表达则无影响，说明存在“ Goldilocks效应”——fmo-2的正常表达水平才是维持正常探索行为所必需的。
机制上，fmo-2特异性代谢色氨酸（一种必需氨基酸）。当fmo-2被敲除时，色氨酸更多流向血清素（一种神经递质）的合成，导致线虫神经中血清素水平升高，进而减少探索行为；而当fmo-2过表达时，色氨酸更多通过犬尿氨酸途径代谢生成喹啉酸（一种神经调节剂），后者激活NMDA受体，从而抑制探索行为。通过基因手段阻断血清素合成可恢复敲除线虫的探索行为，阻断喹啉酸合成或NMDA受体则可恢复过表达线虫的探索行为。
此外，这些调控行为的机制与fmo-2延长寿命的作用既有部分重叠也有区别。例如，恢复行为的干预可能仅部分影响寿命相关表型。该研究揭示了肠道代谢通过色氨酸代谢向神经系统传递信号（如饱腹的积极信号和抑郁的消极信号）的独特机制，强调了在开发长寿干预手段时需考虑对行为等其他生理过程的潜在影响。