Nature新發現!年輕大腦暗含神奇蛋白,可讓衰老大腦重返青春

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當我們一天天走向衰老 , 時間帶給我們的絕不僅是眼角的皺紋 , 或許某天你會突然發現:自己的記憶力怎么似乎大不如從前了?!
大腦作為人類神經系統最高級部分 , 一般在我們40歲后加速衰老 , 而與退行性疾病相關的錯誤折疊蛋白則會在70-80歲間激增[1] 。 在人均壽命日益增加的當下 , 大腦衰老 , 不應被忽視 。
我們能否延緩 , 甚至逆轉大腦衰老呢?長期以來 , 全球范圍內無數學者正以此為目標 , 開展研究 。 就在5月11日 , 來自知名高校斯坦福大學的研究團隊發現 , 將年輕小鼠的腦脊液注射至老年小鼠的大腦中 , 能顯著逆轉其腦部衰老 , 并發現一種名為Fgf17的關鍵蛋白 , 有望在未來被實際應用[2] 。
研究“YoungCSFrestoresoligodendrogenesisandmemoryinagedmiceviaFgf17” , 被刊登于國際頂級學術期刊Nature 。
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年輕 , 讓神奇發生?
年輕個體腦脊液可逆轉大腦衰老
作為指揮機體日常生命活動的“中心控制室” , 在哺乳動物中 , 尤其是人類 , 大腦發育可以說是物種進化中一個非凡的結果 。 哺乳動物的大腦擁有數量眾多的神經元和神經膠質細胞 , 但伴隨衰老 , 神經細胞的形態、突觸連接結構都會發生改變 , 并導致行為技能的退化[3] 。
為了逆轉大腦衰老 , 科學家們曾試圖借助如年輕血漿轉移至衰老大腦的方法 , 希望能幫助腦部恢復活力[4,5] , 然而 , 由于大腦存在天然的屏障(血腦屏障) , 想要安全高效達到抗衰目的并非易事 。
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經過多年探索 , 在本次試驗中 , 研究人員們選擇了與腦細胞關聯更為密切的腦脊液(CerebrospinalFluid,CSF)——這種存在于大腦與脊髓中的液體 , 對大腦神經元祖細胞的增殖、分化至關重要[6] , 并且由于衰老 , 其內如炎癥蛋白[7]、腦源性神經營養因子(BDNF)[8]含量都會發生改變 。
在突破諸多實際操作難題后(比如腦脊液提取) , 學者們將從年輕小鼠體內收集的腦脊液緩慢注入老年鼠腦部 , 驚喜發現老年鼠的記憶能力被大幅改善——幸得“年輕腦脊液”加成的老年鼠保留了40%的記憶 , 而相較之下 , 對照組中僅有18%的同齡小鼠還記得“曾經的故事” 。
隨后的分析表明 , 被注射來自年輕小鼠的腦脊液后 , 衰老小鼠腦部的基因表達發生顯著改變 , 其中 , 少突膠質細胞基因被高度上調 。 作為中樞神經系統的髓鞘細胞 , 少突膠質細胞對神經元保護以及神經信號的快速傳導意義重大[9] , 顯然 , 年輕腦脊液很好改善了這一細胞因年齡增長的退化 。
Nature新發現!年輕大腦暗含神奇蛋白,可讓衰老大腦重返青春】此外 , 若將年輕人類的腦脊液(平均年齡24.6歲)注入老年小鼠體內 , 同樣能產生神奇功效——少突膠質細胞生長所需信號被激活 , 大幅促進了少突膠質細胞的形成 。
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圖注:年輕的腦脊液注射改善了衰老中的記憶喪失 , 并促進了關鍵少突膠質細胞的生成
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主要信號轉導與關鍵蛋白被探明 ,
原來竟是它?
如此看來 , 這年輕生物體的腦脊液中的確是存在某種能夠“化腐朽為神奇”的青春因子 , 為了進一步分析其內奧義 , 研究人員們又開展了相關信號通路的分析 。 他們發現 , 在年輕小鼠腦脊液中 , 血清反應因子(SRF) , 一種驅動了肌動蛋白細胞骨架重排的轉錄因子 , 能夠顯著促進少突膠質細胞的生成 。