大腦“返老還童”?《自然》:年輕小鼠腦脊液讓老年小鼠記憶改善

2022年05月11日23:00

  在60歲以上的老年人群體中,高達1/4受到與年齡有關的認知衰退影響。此前的研究顯示,健康的飲食和規律的鍛鍊可以幫助預防這種衰退,但目前還沒有治療方法可以讓大腦“返老還童”。

  近年來,科學界在理解大腦發育和衰老過程中的變化方面取得一些進展,同時激發出一個大膽的假設:利用年輕因素來減緩與年齡相關的認知變化,甚至使老化的大腦恢復活力。

  北京時間5月11日晚間,頂級學術期刊《自然》(Nature)發表的一項研究初步支持了上述思路。斯坦福大學醫學院等團隊的研究人員將年輕小鼠腦脊液(CSF)灌注給老年小鼠,後者出現了記憶改善。他們還提出,這可能要歸功於對神經細胞功能具有恢復能力的生長因子。該研究結果證明了年輕小鼠的腦脊液對衰老大腦具有潛在的再生性能。

  論文中寫道,最近對整個生命過程中系統環境如何塑造大腦的瞭解,產生了許多減緩大腦衰老的干預策略。腦脊液構成了腦細胞的直接環境,為它們提供營養物質,在發育過程中傳遞信號,指導神經元祖細胞的增殖和分化。

  然而,隨著人類年齡的增長,腦脊液蛋白的組成發生了變化,表現為炎症蛋白的增加和腦源性神經營養因子(BDNF)等生長因子的減少。不過,腦脊液中的這些變化是否與年齡相關的認知能力下降有關尚不清楚。

  研究團隊稱,由於腦脊液收集和腦脊液直接輸注腦的技術限制,通過在體內進行腦脊液轉移來實現這一功能的測試一直很睏難。他們推斷,在腦室(ICV)內給老年小鼠注入年輕的腦脊液會對大腦產生恢復活力的作用。

  為了測試這種推斷,研究團隊將年輕小鼠(10周大)的腦脊液灌注到老年小鼠(18月齡)的大腦中。結果顯示,年輕小鼠的腦脊液能增強對海馬體內少突膠質前體細胞的刺激,具有讓少突膠質細胞(一類神經細胞)和髓鞘質(一種能保護神經細胞的脂肪物質)再生的潛力。海馬體是大腦中的一個關鍵記憶中心,通常是與年齡相關的認知衰退研究的焦點。

  為了明確這些效應背後的機制,團隊研究了被年輕小鼠腦脊液激活的信號轉導通路。研究顯示,名為SRF的轉錄因子能介導年輕小鼠腦脊液對少突膠質前體細胞的影響,而且該轉錄因子在老年小鼠海馬體中的表達會下降。

  研究還發現,Fgf17生長因子是誘導SRF信號轉導的候選分子。Fgf17在衰老小鼠中的表達水平被證明會下降。然而,給老年小鼠注射Fgf17能重現灌注年輕小鼠腦脊液後產生的效應,包括誘導少突膠質前體細胞增殖和改善記憶功能。

  研究團隊總結道,這些發現表明年輕的腦脊液具有“返老還童”的能力,並確定Fgf17是在衰老的大腦中恢復少突膠質細胞功能的關鍵靶點。

  《自然》還同期刊發了波士頓兒童醫院Miriam Zawadzki等人的新聞與觀點文章。Zawadzki等人評價道,上述研究在大腦健康和衰老領域取得了突破性進展,他們發現年輕的腦脊液中含有一種因子,可以通過海馬中少突膠質細胞的成熟和髓鞘的形成,幫助老年小鼠回憶記憶。

  “這項研究不僅提示了FGF17作為治療靶點的潛力,還顯示出能讓藥物直接進入腦脊液的給藥路徑對於治療癡呆症的可能益處。”Zawadzki等人認為,任何此類治療都將對支持我們日益老齡化的人口大有裨益。

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