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我們的大腦比身體其他部位老化得更快嗎?

我們的大腦比身體其他部位老化得更快嗎?
  • 研究發現,我們大腦中的神經幹細胞(NSC)比身體其他部位的衰老速度更快。 

  • 他們在幾個月內追蹤了小鼠的單一神經幹細胞,發現長期神經幹細胞不斷分裂和複製以維持幹細胞儲備,其數量隨著年齡的增長而減少。 

  • 他們也觀察了長期神經幹細胞中的基因,這些基因已陷入一種稱為靜止的非活動狀態。 年輕小鼠和老年小鼠靜止的神經幹細胞具有不同的基因活性,老年小鼠表達較多的促老化和促發炎基因。

  • Abl1 就是這樣一個促進老化基因。 他們使用 FDA 批准的藥物進行化療,該藥物抑制基因 Abl1 的活性,導致海馬中 NSC 分裂和增殖更多。

本文發表在南加州大學凱克醫學院的幹細胞新聞:

如果你感覺到自己的腦力隨著年齡的增長而減弱,那就歸咎於你的神經幹細胞。 在 一項新研究發表於 細胞幹細胞,由南加州大學幹細胞科學家領導的團隊 邁克爾·博納吉迪 證明神經幹細胞(神經系統的幹細胞)會快速老化。

「有時間老化,也有生物老化,它們不是一回事,」該大學幹細胞生物學和再生醫學、老年學和生物醫學工程助理教授博納吉迪說。 南加州大學凱克醫學院。 「我們對神經幹細胞的生物老化感興趣,神經幹細胞特別容易受到時間的破壞。 這對我們大多數人隨著年齡的增長而經歷的正常認知能力下降以及癡呆、阿茲海默症、癲癇和腦損傷都有影響。”

在這項研究中,第一作者 Albina Ibrayeva 是南加州大學 Eli 和 Edythe Broad 再生醫學和乾細胞研究中心 Bonaguidi 實驗室的衰老生物學博士生,她與同事們一起研究了年輕、中年人的大腦和老老鼠。

透過在幾個月的時間裡追蹤單一神經幹細胞(NSC),他們識別出了能夠快速分化為更特化神經元的“短期NSC”,以及不斷分裂和自我複製以維持持續存在的“長期NSC” 。幹細胞儲備能夠在大腦中產生許多不同的細胞類型。 隨著小鼠年齡的增長,長期神經幹細胞的這個關鍵群體分裂頻率較低,並且無法維持其數量。

接下來,科學家檢查了長期神經幹細胞中的數千個基因,這些基因的分裂頻率較低,並已陷入一種稱為靜止的不活躍狀態。 年輕動物和中年動物的靜止神經幹細胞的基因活性差異很大。 正如預期的那樣,控制神經幹細胞長期分裂以及產生新神經元和其他腦細胞的基因發生了變化。 值得注意的是,與生物老化相關的基因活性在比預期更年輕的年齡發生了許多重要變化。 這些促衰老基因使細胞更難修復 DNA 損傷、調節其遺傳活性、控制發炎和應對其他壓力。

在促衰老基因中,科學家對 Abl1 最感興趣,它構成了相互關聯基因網絡的中心。

「我們對 Abl1 基因感興趣,因為沒有人研究過它在神經幹細胞生物學中的作用——無論是在發育還是衰老中,」Ibrayeva 說。

使用 FDA 批准的現有化療藥物,科學家可以輕鬆抑制基因 Abl1 的活性。 科學家給年長的老鼠服用了六天的藥物。 在藥物阻斷 Abl1 基因的活性後,神經幹細胞開始在海馬體(大腦中負責學習和記憶的部分)中進行更多分裂和增殖。

「我們已經成功地讓神經幹細胞在不耗盡的情況下進行更多分裂,這是第一步,」博納吉迪說。 「第二步是誘導這些幹細胞產生更多的神經元。 第三步將證明這些額外的神經元實際上可以改善學習和記憶。 還有很多工作要做,但這項研究標誌著我們在尋找處方藥的目標上取得了令人興奮的進展,這些藥物可以隨著年齡的增長使我們的大腦恢復活力。”

這項研究發表於 細胞幹細胞 2021 年 4 月。



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