记忆丧失是衰老过程中最令人担忧的问题之一。它威胁着人的独立性、身份认同和日常功能。
阿尔茨海默病尤为棘手,因为它在确诊前数年就已开始损害脑细胞。在此早期阶段,学习和回忆能力会逐渐下降。最新研究表明,一种与衰老相关的天然分子可能有助于保护记忆。
该方法并非针对个别疾病症状,而是聚焦于修复脑细胞的通信方式。这一策略可能为支持老年人群的大脑健康开辟新途径。
新加坡国立大学(NUS)的科学家们研究了减缓有害衰老过程是否能减少与阿尔茨海默病相关的早期脑损伤。
天然分子
研究团队考察了突触——这些微小接触点使脑细胞能够传递信号。健康的突触支持学习和记忆,而功能减弱的突触与认知能力下降密切相关。
本研究聚焦于钙α-酮戊二酸(CaAKG)。α-酮戊二酸在细胞能量产生中起关键作用,同时支持多种与健康衰老相关的生物过程。
随着年龄增长,该分子水平自然下降,可能随时间推移对大脑功能产生负面影响。早期研究显示,CaAKG可延长动物的寿命和健康寿命。
研究人员希望了解它是否也能在阿尔茨海默病早期阶段保护大脑功能。这一阶段尤为重要,因为损伤虽已发生但症状可能仍较轻微。
神经可塑性受损
阿尔茨海默病干扰突触可塑性——即大脑在学习过程中强化连接的能力。
可塑性的一种主要形式是长时程增强作用(LTP)。LTP增强神经元间的信号强度,在记忆存储中发挥关键作用。
在阿尔茨海默病模型中,LTP在疾病早期就已减弱,这发生在明显的大范围神经元损失出现之前。因此,恢复LTP可能有助于在衰老过程中保持学习和记忆能力。
恢复受损连接
为验证这一想法,研究人员向阿尔茨海默病小鼠模型施用CaAKG,结果令人鼓舞。
突触通信得到改善,长时程增强作用得以恢复。脑细胞重新获得了强化连接的能力。
CaAKG还改善了关联记忆——这种记忆使大脑能够将不同经历联系起来。关联记忆丧失常在阿尔茨海默病早期出现,因此其恢复具有特殊意义。
"我们的发现揭示了长寿化合物在应对阿尔茨海默病方面的巨大潜力,"新加坡国立大学医学院布莱恩·K·肯尼迪教授表示。他指出,研究表明像CaAKG这样安全天然的化合物,未来可能作为补充手段保护大脑并减缓记忆丧失。
"由于AKG本就存在于我们体内,靶向这些通路可能风险更低且更易普及,"他说,"这使我们获得了一种强大的新策略,用以延缓认知衰退并支持健康的大脑衰老。"
大脑保护新策略
该研究还揭示了CaAKG在细胞层面支持记忆的机制。大多数与记忆相关的信号传递依赖于NMDA受体。
由于淀粉样蛋白堆积,这些受体在阿尔茨海默病中常出现故障。而CaAKG避开了这些受损通路。
相反,该化合物激活了L型钙通道和钙通透性AMPA受体。这些通道允许钙安全进入神经元,在不触发有害过度刺激的情况下支持学习相关信号传递。
通过使用替代通路,CaAKG更有效地恢复了突触可塑性。
清除有毒堆积
另一关键发现涉及自噬——大脑的内部回收系统。
自噬清除受损蛋白质并帮助维持健康神经元。自噬功能下降与衰老和神经退行性疾病密切相关。
CaAKG在阿尔茨海默病脑组织中提高了LC3 II水平(活性自噬的标志物)。改善的细胞清理功能可能减少了有毒堆积并支持了更好的突触功能。
使用雷帕霉素(另一种可增强自噬的药物)的独立治疗也产生了类似的保护效果。
强化学习连接
研究人员还考察了突触标记与捕获机制——该过程帮助将短期经历转化为长期记忆。
阿尔茨海默病会早期破坏这一机制,即使基础学习能力看似完好。CaAKG在阿尔茨海默病模型中恢复了突触标记与捕获功能。弱记忆信号能够通过与强信号共享资源来增强强度,这有助于解释该化合物如何支持复杂学习。
"我们的目标是确定一种最初为延长健康寿命而探索的化合物是否对阿尔茨海默病有益,"该研究第一作者希贾·纳瓦科德博士表示,"理解CaAKG如何改善突触可塑性的细胞机制,为保护记忆和减缓大脑衰老提供了新思路。"
重新思考阿尔茨海默病护理
通过关注衰老本身而非个别疾病特征,这项研究为阿尔茨海默病护理提供了新方向。
此方法不同于许多现有策略——后者试图在损伤已开始后阻断或清除特定疾病标志物。支持自然的细胞过程可能有助于保护记忆并提高老年人群的生活质量。
该研究发表在《衰老细胞》期刊上。
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