斯坦福大学的神经科学家探索如何让衰老的大脑重新焕发活力

斯坦福大学神经科学家Tony Wyss-Coray博士花了20年时间发现和研究各种具有神经保护和神经退行性的分子。这些分子存在于大脑的不同细胞类型中或其上,也存在于与之相邻的血管上,或漂浮在血液和沐浴着它的脑脊液中。随着我们的年龄增长,它们变得越来越重要。

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Wyss-Coray和他的同事已经发现血液中的物质可以加速或减慢大脑衰老的时钟。他们已经确定了血管表面的蛋白质,尽管存在着血脑屏障,但其中一些分子可以通过这些蛋白质作用于大脑。他甚至表明,老年小鼠在接受年轻小鼠的脑脊液后,看起来和行动都更年轻。

ScitechDaily记者请Wyss-Coray把他在认知年轻化领域的发现联系起来。他是D. H. Chen神经学和神经科学特聘教授,也是菲尔和佩妮-奈特大脑复原力倡议的负责人。

请告诉我们与衰老有关的认知能力丧失。

对于大多数50或60岁以上的人来说,衰老的问题开始变得具体化。这时我们意识到,检索一个人的名字或一个词不仅仅是糟糕的一天的结果,而是变老的一种表现–就像皱纹或白发。随着这些记忆断层变得越来越频繁,我们开始说得更慢,以便能够用其他的词来代替缺失的词。

虽然目前还不清楚这种与年龄有关的正常衰退与更严重的认知障碍和痴呆症有何关系,但85岁以上的美国人中有三分之一有阿尔茨海默病的症状,而且这个数字在接下来的10年生活中会翻倍。不幸的是,我们没有工具来预测谁会从健忘症发展到痴呆症。

然而,并不是每个人都注定要经历这条下降的轨迹。每三个百岁老人中就有一个人似乎能抵御认知能力的下降。这不仅提供了希望,而且也是研究大脑老化和认知能力下降的跳板。

您是如何开始研究 “年轻液体”作为认知能力恢复的手段的?

因为很少有活体的脑组织,我们把研究重点放在脊髓液和血液上。这些早期的研究,现在已经超过15年了,对认知正常的老年人和阿尔茨海默病患者的液体的研究受到了不可靠的检测方法的阻碍,但他们向我们展示了一件事:血液中的蛋白质成分与年龄有关的整体变化是深刻的。

我们证实,大量的蛋白质水平在人们生命的第20年和第90年之间发生了明显的变化。因为到目前为止,年龄是阿尔茨海默病和其他神经退行性疾病风险的最重要驱动因素,问题是我们观察到的变化是大脑老化的原因,还是后果。

为了找出答案,我们采用了前斯坦福大学医学部神经学教授 Tom Rando博士(现在加州大学洛杉矶分校)的方法,他的实验室就在我旁边,他正在用这种方法研究肌肉干细胞的老化:通过手术将一只年轻老鼠和一只老老鼠的循环系统连接在一起,使动物共享它们的血液。

我们所观察到的是惊人的。暴露在年轻伙伴血液中的老小鼠显示出多种年轻化迹象,包括某些类型的神经元数量增加,神经元活动增加,以及大脑炎症减少。

当我们用年轻的血浆(血液的液体部分)反复静脉注射治疗老年小鼠时,这些小鼠变得更加聪明,在多种认知测试中表现得更像年轻小鼠。相反,暴露在老年血液中或用老年血浆治疗的年轻小鼠经历了大脑的加速老化和认知功能的丧失。

这些发现是否适用于人类?

这些发现在一定程度上已经转化为人类。在临床试验中,年轻血浆的输注对阿尔茨海默氏症患者产生了明显的好处。在一项安慰剂对照的双盲临床试验中(由其他人进行),移除血浆并以年轻献血者的富含白蛋白的血浆替代,使阿尔茨海默氏症患者的功能得到明显改善。这意味着换血小鼠的实验可能与人有关,而且血浆可能掌握着恢复活力的秘密。

您和您的同事已经确定了在各种体液和组织中发现的许多物质和蛋白质,它们都在不同的部位发挥作用,以增强大脑中不同类型细胞的青春活力。你能解释一下为什么这么多不同的物质、细胞类型和过程似乎会产生类似的结果?

生物学是一个复杂的相互联系的系统网络。在这个我们称为生物机体的网络中,有几十万个节点,包括蛋白质、糖类、脂类和代谢物。这些组件中的每一个都履行着进化过程中磨练出来的功能;有时它是必不可少和不可替代的,但往往是多余的。

想象一下美国上空的飞行地图,包括所有航空公司,由数百个连接点组成,有些比其他的更重要。这个网络通过将货物和人员从一个地方带到另一个地方,帮助经济运行。移除一些节点可能会导致系统崩溃,而其他节点可以停止服务,但影响不大。

一些最成功的药物–例如那种主力抗炎药,阿司匹林–已被证明是针对许多不同的细胞类型和组织的多种生物途径。年轻的血浆或脊髓液–似乎含有几十种有益的蛋白质和可能的其他种类的分子,而且很可能仍然是最强大的灵丹妙药。

至少在小鼠身上,使用我们已经确定的个别蛋白质因子似乎有可能实现治疗效果。一种蛋白质可能对延迟肌肉流失特别有用,而另一种蛋白质可能促进大脑功能。

在此时此刻,我们都可以做些什么来保持我们大脑的状态?

压力似乎是我们能够对我们的身体造成损害的最大来源。它不仅导致身体症状,如高血压、消化系统问题、胸痛和睡眠中断;它还削弱免疫系统并导致炎症,可能加速衰老过程。慢性压力是精神表现和不快乐的一个关键来源。

最近的一项大型研究表明,美国多达40%的痴呆症是由可改变的风险因素驱动的,包括高血压、肥胖和缺乏运动。现在,对于认知能力下降和神经变性,还没有好的药物治疗方法。在没有药物治疗的情况下,一些有科学依据的对大脑功能最有力的好处来自于体育锻炼。

本文来源于cnBeta.COM,以上链接为原文地址

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