神经兴奋在人类衰老中的新角色

作者: DUTCHEN

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

发布日期: 2019-10-21

哈佛大学医学院的研究发现,大脑的神经活动对人类的衰老和寿命产生影响,特别是神经兴奋水平与寿命长度有关。通过抑制神经兴奋,可以延长寿命。研究还揭示了REST蛋白质在调节神经兴奋中的关键作用,并可能为神经退行性疾病的新治疗方法提供启示。

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。

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。

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。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。

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”。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。

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