随着年龄的增长，我们的大脑也会随之老化：学习新事物变得更加困难，记忆力偶尔会失效。但有时这些症状可能更为严重。衰老是神经退行性疾病的风险因素，如帕金森病和阿尔茨海默病，在这些疾病中，神经细胞会迅速大量死亡。由于人体无法像替换皮肤细胞那样替换已经死亡的神经元，重要的大脑功能会不可逆地丧失。
因此，世界各地的研究人员正在寻找可以减缓大脑衰老或减轻其后果的干预措施。然而，因斯布鲁克大学分子生物学系的Frank Edenhofer领导的研究小组表示，我们还有很长的路要走。“神经元老化的分子过程仍然在很大程度上未知。只有当我们更好地理解这些过程时，才有可能开发出针对阿尔茨海默病等疾病的治疗方法。”Edenhoefer说道。
微型大脑中的衰老过程
在通向这一目标的过程中，干细胞研究人员和他的团队取得了重要进展：该研究小组首次在所谓的脑类器官中展示了典型的衰老过程。这些3D微型大脑比小鼠大脑和2D细胞培养更接近人类大脑的结构。
研究人员首次有了一个可以观察大脑衰老的人类组织模型。“我们看到了典型的退化过程：DNA的氧化和其他与年龄相关的损伤，以及线粒体活性的降低，”Edenhoefer指出，“值得注意的是，我们还观察到了‘表观遗传侵蚀’。”
“表观遗传标记赋予细胞身份。我们发现这些标记逐渐消失，导致受影响的神经元‘忘记’它们是什么，并停止正常工作，”Edenhoefer说。这一观察结果强调了表观遗传变化在衰老背景下的重要性。
对创新研究方法的奖励
研究团队最近提交了有前景的结果用于发表——这是克服众多挑战后的初步回报。“让类器官老化非常困难。由于它们是由干细胞生成的，因此它们处于‘年轻’的发展程序中，”Edenhoefer解释道。“因此，我们必须强迫细胞表达一种名为早衰蛋白（progerin）的蛋白质，这种蛋白质会诱导衰老。这需要多次尝试。”在人类中，早衰蛋白会导致哈钦森-吉尔福德综合征，这是一种极其早衰的情况。
研究人员的努力得到了回报——一旦建立起来，类器官模型现在成为后续研究的起点，这些研究将有助于我们更好地理解神经元衰老。该团队希望能够确定在这个过程中发挥作用的新基因。
一些迹象已经在类器官的基因活动谱型中显现出来。“我们发现了一些尚未在大脑衰老背景下描述过的意外基因，”Edenhoefer说。
目标：大脑的年轻化
Edenhoefer还在探索长寿研究中的一个“热门话题”：“如果我们能够人工使细胞老化，那么我们能否也使它们年轻化？”这涉及到重置细胞的发展程序：老化的、已分化的神经元将被重新编程为脑干细胞，从而使脑组织能够自我更新。
研究团队现在正朝着这个重大目标迈出第一步。正如Edenhoefer报告的那样，“我们正在使用一种基因鸡尾酒，这种鸡尾酒可以在小鼠中重新编程细胞。我们已经发现了初步迹象，表明这种‘年轻化鸡尾酒’可以逆转神经元的表观遗传侵蚀。”
Edenhoefer认为，距离通过药物实现大脑年轻化还有很长的路要走。他对将衰老视为一种疾病的观点持批评态度：“正常衰老和病理衰老之间有很大的区别。”研究小组的一个目标是治愈后者，但也希望通过有针对性的预防措施来延迟正常衰老。
“也许有一天可以通过药物具体支持预防。我们的研究帮助我们了解日常行为（如饮食和运动）如何影响表观遗传学和线粒体健康。”目前而言，最有效的‘青春之泉’仍然是积极的生活方式——为了使我们的大脑尽可能健康地老化。
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