eLife：大腦老化模式揭秘！女性大腦衰老更慢！

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近日，英國愛丁堡大學腦科學家確定了一個對於人類來說至關重要的特殊基因，該基因在極大程度上控制著我們大腦在整個生命過程中的各種變化。

該研究對應文章發表於最新上線的eLife雜誌，題為「A genomic lifespan program that reorganises the young adult brain is targeted in schizophrenia」。

1.精確的腦部基因表達：女性大腦比男性老的慢

研究人員發現該基因調控人類生命不同時期腦功能相關基因的表達方式與表達時間，對一系列大腦功能的執行起著至關重要的作用。

研究人員表示，大腦神經細胞中具體基因的表達時間十分精確，他們甚至可以通過大腦組織樣本中具體基因的表達來判斷這個人的年齡。

科學家分析了現有的人類從胚胎期到78歲之間腦組織樣本中的所有基因表達數據，發現不同基因的表達時機在整個生命周期中都以一種十分嚴格的模式執行著。

在某種程度上，人類的具體年齡決定著大腦中具體基因的表達。同時，研究人員發現與男性相比，這種年齡對基因表達的調控在女性樣本中略有推遲，這表明女性的大腦老化得比男性更慢。

不同模式的基因表達軌跡

研究人員發現：與精神疾病相關的大腦基因表達變化大多發生在青壯年期間，約26歲左右。

這些變化影響著與精神分裂症相關的其他基因。

研究人員表示這一發現可以在一定程度上解釋為什麼精神分裂症患者在年輕成年之前不會出現癥狀，儘管他們大腦中的疾病相關變異與生俱來。

2.小鼠與人具有相同的腦基因「衰老日曆」

動物實驗表明，這種大腦基因表達的時間調控機制同樣存在於小鼠大腦中，似乎在所有哺乳動物大腦中都存在著一台「衰老日曆」，在數百萬年之中決定著哺乳動物大腦的發展方向。

為了確定這種有規律的基因表達模式是否為人類特有，研究人員對來自不同年齡段的186隻小鼠的轉錄組數據進行了分析，數據顯示與人類基因表達模式相比，小鼠不同年齡段基因的表達水平與人類相似。雖然以前對嚙齒類動物和人類年齡的研究相對較少，但是我們的結果與先前使用物種比較模型預測的結果相一致。

綜上所述：儘管小鼠與人類的壽命相差甚大，但這兩種哺乳動物共享相對保守的腦基因表達模式。

小鼠和人類不同年齡段的基因表達模式

3.基因可預測精神分裂發病時間！

接下來，研究人員計劃對這一機制的具體過程進行進一步地闡明，為大腦衰老的治療提供潛在的新方法。同時，研究人員表示這一研究同樣能夠對青少年精神分裂症和其他精神健康問題提供新的解決方式。

研究人員指出，先前的研究結果表明突觸後蛋白與精神分裂症的遺傳易感性相關。由此研究人員大膽提出假設：有規律的基因表達機制可能與精神分裂症的發病年齡相關，換句話說，可以根據基因表達情況預測精神分裂的發病時間。

首先研究人員分析了多組遺傳數據，例如GWAS數據，並應用了多種分析方法。不出所料，數據顯示特定的基因表達水平能夠作為預測精神分裂發作時間的參考標準，並且數據顯示男性的精神分裂發病時間明顯早於女性。

精神分裂症相關基因在不同年齡段的表達水平

愛丁堡大學認知實驗基因主任Seth Grant教授說：「這一遺傳調控機制的發現為人們了解整個生命中的大腦行為和大腦疾病提供了一種全新的方式。」

愛丁堡大學臨床腦科學中心研究科學家Nathan Skene博士則表示：「很多人認為我們的大腦會隨著年齡的增長而逐漸喪失很多功能，但我們的研究表明，大腦老化受到基因的嚴格控制。」

參考文獻：Nathan G Skene et al, A genomic lifespan program that reorganises the young adult brain is targeted in schizophrenia, eLife (2017). DOI: 10.7554/eLife.17915

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