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人過中年,記性越來越差,幾乎被視為不可逃避的自然規(guī)律。
但加州大學(xué)舊金山分校(UCSF)的科學(xué)家們不打算就此認(rèn)命。他們在一項發(fā)表于《自然·衰老》的研究中,鎖定了一種名為FTL1的蛋白質(zhì),認(rèn)為它是驅(qū)動大腦認(rèn)知衰退的核心推手之一。更重要的是,當(dāng)研究人員在老年小鼠體內(nèi)降低這種蛋白質(zhì)的水平時,動物的記憶力顯著恢復(fù),大腦神經(jīng)元之間的連接也重新增多。
這不只是延緩衰老,而是某種程度上的逆轉(zhuǎn)。
為了找到衰老的分子根源,UCSF研究團隊對小鼠海馬體內(nèi)的基因和蛋白質(zhì)進行了系統(tǒng)性追蹤,時間跨度覆蓋幼年到老年的完整生命歷程。
海馬體是大腦中負(fù)責(zé)學(xué)習(xí)和記憶的核心區(qū)域,也是衰老過程中最早出現(xiàn)損傷的腦區(qū)之一。研究人員在大量檢測數(shù)據(jù)中尋找一個關(guān)鍵信號:哪種蛋白質(zhì)在幼年和老年小鼠之間始終穩(wěn)定地呈現(xiàn)出顯著差異?
最終,F(xiàn)TL1脫穎而出,成為唯一符合這一條件的候選分子。
老年小鼠體內(nèi)FTL1水平明顯偏高,它們海馬體神經(jīng)元之間的突觸連接數(shù)量減少,認(rèn)知測試的表現(xiàn)也更差。兩者之間的相關(guān)性,清晰而穩(wěn)定。
FTL1的全稱是鐵蛋白輕鏈1,是一種參與細(xì)胞內(nèi)鐵離子儲存和代謝調(diào)控的蛋白質(zhì)。鐵代謝失調(diào)與神經(jīng)退行性疾病之間的關(guān)系,此前已有若干線索,但FTL1在正常衰老過程中扮演主動角色,是這項研究的新發(fā)現(xiàn)。
當(dāng)研究團隊人為提高幼年小鼠體內(nèi)FTL1的水平時,實驗結(jié)果令人印象深刻:這些年輕小鼠的大腦開始呈現(xiàn)出類似老年個體的形態(tài)特征,行為表現(xiàn)上也出現(xiàn)了認(rèn)知能力下滑的跡象。在細(xì)胞層面,經(jīng)過基因改造以大量產(chǎn)生FTL1的神經(jīng)細(xì)胞,發(fā)育出的樹突結(jié)構(gòu)更為簡單,呈現(xiàn)短而單一的延伸形態(tài),而非健康神經(jīng)元那種復(fù)雜的多分支網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這種形態(tài)上的退化,直接削弱了神經(jīng)元之間傳遞信號的能力。
最令研究者興奮的結(jié)果,來自實驗的另一個方向。
當(dāng)研究人員通過基因手段降低老年小鼠海馬體內(nèi)的FTL1水平后,這些動物的認(rèn)知測試成績明顯提升,腦細(xì)胞間的突觸連接數(shù)量也隨之增加。這不是統(tǒng)計上的微小波動,而是可以在行為層面直接觀察到的顯著變化。
研究還進一步揭示了FTL1發(fā)揮作用的代謝機制。在老年小鼠中,較高水平的FTL1會減緩海馬體神經(jīng)細(xì)胞的細(xì)胞代謝效率,相當(dāng)于給大腦的"能量供應(yīng)系統(tǒng)"踩了剎車。而當(dāng)研究人員用一種能夠促進細(xì)胞代謝的化合物處理這些細(xì)胞后,F(xiàn)TL1帶來的負(fù)面影響被有效抵消,神經(jīng)元的活性得到了恢復(fù)。
這一發(fā)現(xiàn)提示了一條潛在的藥物研發(fā)路徑:針對FTL1本身或其下游的代謝通路進行干預(yù),都可能成為減緩乃至逆轉(zhuǎn)大腦認(rèn)知衰退的治療手段。維萊達(dá)表示,團隊正在以此為方向開展后續(xù)研究,目標(biāo)是將這一機制轉(zhuǎn)化為真正可用于人體的療法。
當(dāng)然,從小鼠實驗到人類臨床應(yīng)用,中間還橫亙著漫長的驗證過程。FTL1在人類大腦衰老中是否扮演同等角色,相關(guān)干預(yù)是否安全有效,這些問題尚待回答。
但這項研究的意義在于,它第一次給出了一個清晰的分子靶點,讓"逆轉(zhuǎn)大腦衰老"從一個模糊的愿景,變成了一個可以被科學(xué)嚴(yán)格追問的具體假設(shè)。維萊達(dá)說:"現(xiàn)在是研究衰老生物學(xué)最充滿希望的時代。"這句話,聽起來不像客套,更像是一份正在兌現(xiàn)中的承諾。
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