当我们试图用视觉来描绘大脑时,最常用的意象之一就是一连串问号连接在一起,这完美地说明了知识的复杂性,以及我们需要尽可能完整地拼凑出中枢神经系统的连接和功能的拼图。在这种随着时间在同一个体身上不断变化的马赛克逻辑中,要在知识的“汪洋大海”里精确地排列所有与大脑衰退以及思维和记忆能力逐渐丧失相关的碎片,似乎是一项壮举。然而,现在一项新的科学成果带来了希望。
《科学进展》(Science Advances)杂志发表了这项研究,由新加坡国立大学杨潞龄医学院的学者进行。专家们鉴定出一种蛋白质,可能有助于恢复衰老大脑产生新细胞的能力。这是一种转录因子,因此得名转录因子1(DMTF1)。这种蛋白质通过控制衰老大脑中神经干细胞的活性,来开启或关闭基因。
老年人会发生什么?
通常情况下,神经干细胞负责生成新的神经元,从而实现学习和记忆活动。随着年龄增长,干细胞的作用也会受到限制,因为它们失去了自我更新能力。而这可能会促进认知衰退。
由Ong Sek Tong Derrick协调(第一作者为Liang Yajing)的新加坡学者们研究并发现了导致神经干细胞随时间减弱的生物学变化,以寻找新的可能的治疗靶点。为了理解DMTF1的作用机制,研究人员检查了来源于人类和旨在模拟早衰的实验室模型的神经干细胞。他们利用基因组连锁和转录组分析来绘制DMTF1如何影响基因活性,特别关注该蛋白质对受端粒功能障碍影响的干细胞的作用。端粒是染色体的保护性末端,每次细胞分裂时都会逐渐缩短。这种缩短被广泛认为是衰老的标志。
迈向新疗法?
研究清楚地表明,在“衰老”的神经系统干细胞中,DMTF1的可获取性降低。然而,通过恢复DMTF1的表达,细胞重新获得了再生能力。这表明DMTF1可能代表一个很有前景的治疗靶点,用于恢复衰老大脑中的干细胞功能。DMTF1的作用可能通过调节辅助基因(Arid2和Ss18)来实现:没有这种活性,神经干细胞就无法有效地自我更新。
这项研究的结论简单而又充满未来前景,尽管不应夸大其词。旨在提高DMTF1水平或增强其活性的治疗方法,有可能逆转或延缓与年龄相关的神经干细胞功能衰退。
目前,必须指出的是,我们仍处于试管研究阶段。但未来需要弄清楚,增加DMTF1是否能在涉及端粒缩短和自然衰老的情况下,增加神经干细胞的数量并改善学习和记忆,且不增加脑肿瘤风险。一旦获得了该方法安全性的数据,就有可能考虑量身定制的疗法,以安全地刺激DMTF1的活性。从而让衰老的神经干细胞重获活力。
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