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在人类衰老的故事中,一个新的角色登场了!

创新网 2019-10-22 14:53 出处:原理微信公众号在对人类衰老的研究中,一个新的角色登场了,那就是神经兴奋。长期以来,我们都知道大脑的神经活动与痴呆症、癫痫等多种疾病有关。一项由哈佛大学医学院的科学家进行的研究表明,大脑的神经活动对人类的衰老和寿命都会产生影响。研究结果" /> <meta name="tags" content="胰岛素,神经活动,大脑" /> <meta content="always" name="referrer" 编辑:@科技资讯网
来源:原理微信公众号 在对人类衰老的研究中,一个新的角色登场了,那就是神经兴奋。

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在对人类衰老的研究中,一个新的角色登场了,那就是神经兴奋。

长期以来,我们都知道大脑的神经活动与痴呆症、癫痫等多种疾病有关。一项由哈佛大学医学院的科学家进行的研究表明,大脑的神经活动对人类的衰老和寿命都会产生影响。

研究结果被发表在了近期的《自然》杂志上:它基于对人类大脑、小鼠和蠕虫的一些研究结果,发现了大脑的过度活跃与寿命缩短有关,而对这种过度活动进行抑制可以延长寿命。

先前就有研究表明,神经系统的某些部分会影响动物的衰老。但是科学家们并不清楚神经活动在衰老过程中所起到的具体作用,尤其是在人类身上所起的作用。因此,新的发现首次为神经系统活动会影响人类寿命提供了证据。

神经兴奋似乎会沿着一系列众所周知的能影响寿命的分子事件行动:胰岛素和胰岛素样生长因子(IGF)信号通路。这种信号级联放大的关键似乎是一种名为REST的蛋白质。遗传学教授Bruce Yankner是论文的高级作者,在这项新的发现之前,Yankner的实验室就已在更早的研究中发现REST蛋白质可以使衰老的大脑免受痴呆和其他压力的影响。

神经活动指的是大脑中持续闪烁的电流和信息传输,过度的活动或兴奋能通过多种方式表现出来,例如肌肉抽搐、情绪或思想的变化等等。目前,科学家还尚不清楚一个人的思想、性格或行为是否会影响其寿命;如果会的话,又是如何影响的。

在这项研究中,科学家们首先分析了数百名死亡年龄在60到100多岁之间的人所捐献的脑组织中的基因表达模式,也就是各种基因开启和关闭的程度。这些信息是通过对老年人的三项独立研究所收集到的。这项研究中所涉及到的都是具有完好认知功能的大脑,这意味着他们生前并没有患痴呆这样的疾病。

但是很快,一个显著的差异就在年龄较大和较轻的捐献者之间表现了出来:与那些在60至80岁之间死亡的人相比,85岁之后才死亡的那些人的与神经兴奋相关的基因表达水平更低。

在发现了这一现象之后,接下来就是所有科学家都必须追问的问题:这是一种相关性还是一种因果关系?换句话说,这种神经兴奋之间的差异是否只是伴随着决定了寿命长度的其他更重要因素出现的,还是神经兴奋水平本身就对寿命长度具有直接影响?背后的原因和机制又是什么?

为了解答这些问题,研究人员进行了一系列实验:他们对秀丽隐杆线虫进行了基因、细胞和分子生物学测试;分析了转基因小鼠;并对寿命超过100年的人的脑组织进行了分析。

所有的这些实验都表明,改变神经兴奋确实会影响寿命。并且这些实验还揭示了在分子水平上可能发生的事,所有的迹象都指向REST蛋白质的休息。

研究人员发现,REST除了能调节基因之外,也会抑制神经兴奋。如果在实验中封锁那些动物模型的REST蛋白质,就会导致这些动物的神经活动增强,死亡时间提前;而当增进REST则会得到相反的结果。另外,与七八十岁就去世的人相比,在百岁老人的大脑细胞核中明显含有更多的REST蛋白质。

在人类衰老的故事中,一个新的角色登场了!

缺乏REST蛋白质的小鼠(下)显示出比正常小鼠(上)更强的大脑神经活动(红色)。| 图片来源:Yankner实验室 / 《自然》

研究人员总结道,从蠕虫到哺乳动物,REST都能抑制与神经兴奋有关的基因表达。较低的神经兴奋又反过来能激活一组被称为叉头转录因子的蛋白质。这类蛋白质已被证明能通过胰岛素、IGF信号在许多动物中介入“长寿通路”。科学家认为,这同样也是通过限制热量可以激活的一条通路。

这一发现在延缓神经退行性变方面具有新的启示,例如阿尔茨海默病和双相情感障碍等都是涉及神经过度活动的疾病,新的研究结果或许能为这些疾病设计出新的治疗方法。除此之外,这些发现还为研发针对这种蛋白质的药物提供了额外的动力,同时也提升了如冥想等行为能通过调节神经活动来延长寿命的可能性。

虽然这一切仍将需要时间和更多的测试才能确定这些治疗是否真的会减少神经兴奋、促进健康衰老,或延长寿命,但这对所有人来说,都是一个极具吸引力的概念。

研究人员还强调,如果没有大量的老年人愿意参与这项研究,这项工作将不可能完成。确定这些新的发现是如何与高阶的人类大脑功能相关联的,将会是未来的一个值得期待的研究领域。

参考来源:https://hms.harvard.edu/news/new-player-human-aging

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