基因编辑可能不是你首先想到的保持大脑年轻的方法。然而，最近的研究表明，被称为CRISPR的DNA修饰技术有可能使我们的干细胞恢复活力，逆转衰老。干细胞是未分化的细胞，具有分裂和更新为特定分化细胞的能力。
尽管这项技术距离在人类身上应用还有很长的路要走，但新的突破可能在基础生物学方面具有重要意义。具体来说，科学家们可能找到了一种方法，可以增强大脑中老干细胞产生年轻新细胞的能力，从而恢复器官的功能。“我们认为这可能是老年大脑的一种抗衰老机制，”该研究的首席研究员、美国斯坦福医学院的安妮·布内特教授说。
但在人类身上，她表示，“这非常具有推测性。”到目前为止，布内特实验室的研究人员已经成功地提高了小鼠的老年大脑功能。他们使用CRISPR技术，这种工具像分子剪刀一样精确切割DNA，来干扰小鼠的神经干细胞。这重新激活了细胞，促使它们生成新的神经元。
虽然人类干细胞的工作方式并不完全相同，但这一发现仍可能指导研究，开发治疗与年龄相关疾病（如痴呆症）的方法。
基因如何影响衰老？
随着年龄的增长，你的干细胞会退化。通常能够激活并产生新的干细胞，它们反而处于休眠状态（或科学家所说的“静息”状态）。小鼠也是如此。
2016年，斯坦福大学的科学家们开始研究小鼠的衰老过程和提高其干细胞的方法。他们关注的是小鼠大脑中一个称为侧脑室区的部分，因为该区域含有高密度的神经干细胞。
他们从小鼠的大脑中提取细胞，并用病毒感染这些细胞群（或“细胞培养”）。这些病毒并非造成任何损害，而是作为载体，引导CRISPR技术到达小鼠基因组中的23,000个基因。
CRISPR技术涉及使用病毒的引导RNA将Cas9蛋白定向到目标基因。在这项研究中，研究人员通过删除基因来“干扰”它们。研究的目标是找到“敲除基因”：当这些基因被禁用时，可以改善甚至恢复老神经干细胞的再激活能力。这个过程称为功能性筛选。
“令人兴奋的是，当你进行功能性筛选时，你是在测试整个基因组中的所有基因。这很酷，因为它可以对重要基因进行排名。我们发现了300个这样的基因，”布内特说。更有趣的是，这300个基因在被激活时特别增强了老干细胞，而不是年轻干细胞。“我们对此感到非常兴奋！”她说，“但我们也在想，这是在体外的细胞培养中进行的。当然，我们也想知道在大脑本身会发生什么。”
随后，研究团队在活体小鼠中进行了相同的筛选，将病毒注入老小鼠的大脑，让CRISPR敲除某些基因。这次，他们测试了50个基因，包括那300个与年龄相关的基因中的30个。
五周后，他们从老鼠的大脑中提取样本，以查看这些敲除基因是否在神经元中富集（或减少）。他们发现，这50个基因中有20个成功增强了老小鼠的神经元。
糖在衰老中的作用
其中一个基因特别引起科学家的兴趣，可能在进一步的研究中受到更多关注——希望禁用它能延缓认知衰退。这个基因（名字相当拗口）叫Slc2a4，它编码了一种运输葡萄糖（生命体中能量的关键来源）的蛋白质。但是，关闭这种运输是不是个好主意？难道不会中断关键能量来源与重要器官之间的联系吗？根据布内特的说法，答案是否定的——至少在老神经干细胞中不会。她认为，这实际上可能会帮助它们。
事实上，当研究人员限制老神经干细胞的葡萄糖供应时，结果并不是负面的，相反，这些细胞更好地生成了新的、年轻的细胞。
他们发现，随着小鼠年龄的增长，其大脑中的干细胞含有的葡萄糖比年轻小鼠多。因此，布内特认为，这种通常很有帮助的葡萄糖可能在老年大脑中造成了麻烦——解释了为什么去除它实际上是件好事。
根据布内特的说法，有趣的部分是，当他们在细胞培养中去除葡萄糖时，发生了一些奇怪的现象：神经干细胞经历了与CRISPR禁用葡萄糖转运基因时相同的恢复活力。接下来，当他们在活体小鼠上进行同样的实验时，他们希望发现减少糖分摄入是否会有相同的效果。
CRISPR在人类大脑中的应用
这一切能否应用于人类大脑？正如你可能猜到的，你头颅内的器官非常复杂，体积约为1260万公里（700万英里），几乎是地球与月球之间距离的40倍。相比之下，小鼠的大脑体积仅为5000公里（3107英里），相当于波士顿和里斯本之间的距离。
尽管如此，研究人员在小鼠中研究的神经干细胞也可以在你的人类大脑中找到。它们的确切功能尚不清楚，但布内特表示，有迹象表明它们对损伤修复很重要——重新激活这些神经干细胞可能有助于使我们的大脑更加坚韧。
不过，不要过于激动。布内特说，还有很多步骤需要完成才能确定这一点。“从基础发现到潜在应用之间有很多步骤，”布内特说。她补充说，最大的障碍之一是新细胞是否能融入紧密排列且空间精确的自童年以来形成的神经回路而不“造成混乱”。
那么，未来我们会在人类身上看到CRISPR疗法吗？“有希望，但不会容易。”
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