如今科學家可以讓大腦重返青春
20世紀50年代,康奈爾大學伊薩卡分校營養學家克萊夫.麥凱將一隻老年老鼠和一隻年輕老鼠的血液循環系統縫合在一起,驚奇的發現老年老鼠骨化比預期更快的出現了年輕化。這種方法在免疫學上稱謂「異時異種共生」。
2014 年,斯坦福大學的科學家再次進行了同樣的實驗,發現,把年輕小鼠的血液注入到年老小鼠的體內之後,後者的大腦神經細胞會出現增長,並且在迷宮實驗中的導航能力也會增強。
血液中是什麼因子影響了衰老?
經過數年探究,斯坦福大學的神經學教授Wyss-Coray教授帶領其研究團隊鎖定了一種蛋白質——血管細胞黏附分子1 (VCAM1)。它是一種促進血管和免疫細胞相互作用的蛋白,在大腦血管內皮細胞中表達。作為免疫球蛋白受體家族的一員,VCAM1會與白細胞表面的特定分子結合。
科學家們通過分析基因轉錄水平發現,無論是人還是小鼠,年齡越大,大腦血管內皮細胞中的VCAM1表達越高。
將年老小鼠或老年人的血漿注射給年輕小鼠後,年輕小鼠大腦血管內皮細胞中的VCAM1表達會隨之上升。與此同時,年輕小鼠的大腦還出現了兩個與衰老有關的生理特徵:海馬區的新生神經細胞變少,腦中的先天免疫細胞小膠質細胞被激活。
這些結果提示VCAM1與衰老很有關係,但是還不能說明VCAM1究竟是作為調節因子參與了衰老血液老化大腦的過程,還只是說它們的增多與血管炎症有相關性。
研究者們接下來試著消除VCAM1,看看是否可以抵消衰老血液的老化作用。有意思的是,在給年輕鼠全身施加抗體阻斷VCAM1,或者在大腦血管內皮細胞中敲除Vcam1基因後,研究人員都發現,衰老個體的血漿沒能再起到老化大腦的有害影響。
考慮到自然衰老的情況下VCAM1就會高表達,研究者接著嘗試了直接給衰老小鼠阻斷VCAM1。經過為期3周的抗體注射,年老小鼠的海馬區出現了新生神經元的增多,並且小膠質細胞的炎症反應也下降了。
除了大腦內部的衰老特徵得到逆轉,行為學研究的結果更令人驚訝,進一步證實了阻斷VCAM1有著讓年老小鼠大腦「重返青春」的顯著效果。
為什麼阻斷VCAM1可以逆轉大腦衰老?
研究人員基於現有的結果提出了一個設想:年輕鼠中,血管內皮細胞上VCAM1少,使得小膠質細胞分裂並保持在穩定狀態,持續生成新的神經元;在衰老的大腦中,VCAM1表達增加,將更多白細胞束縛在血管一側,激活了小膠質細胞,並抑制神經發生。
大腦能夠永葆青春嗎?
大腦是否年輕體現在大腦活力、思考能力以及思維狀態,本質是由神經組織和神經元活性決定的。
那麼,究竟有哪些因素影響神經的生長發育呢?
1、血液的質量。
大腦維持活力離不開消耗能量,血液是大腦營養的源泉,血液的質量關係到大腦的健康水平。除了所需「營養」物質,血液中還包括控制腦細胞生長的各種激素分泌物以及負責腦細胞代謝物的排泄等功能。
2、基因控制。
生物的衰老除了表面因素外,還受基因的控制。人類基因組中一定存在控制大腦衰老的基因組,要想徹底實現大腦永葆青春離不開修改人類基因組。
所以,「VCAM1抗體抗衰老療法」只能治標不治本。其次,衰老是生命的一個過程,當衰老出現時,整個生命系統都在發生改變。如果,盲目的從一個方面消除衰老可能會對另一個方面形成有害因子,這同樣加速了衰老過程(甚至死亡),然未能實現抑制生命衰老的效果。


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