科学家们早已知道肥胖会增加患痴呆症和阿尔茨海默病的风险。尚不清楚的是,这种风险是如何在大脑中形成的。
弗吉尼亚理工大学神经科学家蒂莫西·贾罗姆(Timothy Jarome)正在研究肥胖是否可能加速大脑的衰老过程,从而导致记忆力提前下降。
这一问题意义重大:约三分之一70岁以上的成年人会经历与年龄相关的记忆丧失,这是一种目前无法治疗的状况,而近40%的美国成年人处于肥胖状态。
贾罗姆是农业与生命科学学院动物科学学院的教授,研究痴呆症、阿尔茨海默病和创伤后应激障碍(PTSD)等记忆障碍背后的分子机制。他的最新研究获得了美国国家衰老研究所41万美元的资助。
"我们知道肥胖会影响记忆,我们也知道衰老会影响记忆。但我们不知道的是,它们是否由大脑中的同一过程驱动。"
——弗吉尼亚理工大学神经科学家蒂莫西·贾罗姆
如果这两种情况是由同一通路驱动的,那么这可能揭示出一种新的治疗靶点,用于减缓记忆丧失并降低痴呆症风险。
一个惊人的模式
在早期研究中,贾罗姆的团队发现,一种称为K63多聚泛素化的分子过程在记忆衰退时变得更加活跃。K63有助于调节学习过程中的记忆形成。在年轻的大脑中,学习期间K63水平会下降以帮助记忆形成。而在年老的大脑中,这些水平保持过高,无法正常调节。
当研究人员使用靶向基因编辑技术降低K63水平时,他们能够改善老年大鼠的记忆。
当贾罗姆和他的团队观察喂食高脂肪饮食的年轻大鼠时,也出现了类似的模式。这些大鼠显示出与年老大鼠相当的K63水平升高,并且在记忆测试中表现更差。
"让我们惊讶的是,我们在年轻肥胖大鼠身上看到了通常在年老大脑中观察到的相同变化——只是时间尺度要快得多,"贾罗姆说。"这表明肥胖引起的记忆丧失和与年龄相关的记忆丧失可能通过这一通路直接相连。"
潜在的治疗靶点
这项新研究将跟踪从青年到老年期间喂食高脂肪或正常饮食的大鼠,追踪记忆变化以及肥胖和衰老是否影响大脑中的相同蛋白质。
研究人员还将使用基于CRISPR的靶向工具在肥胖发生前降低K63水平。目标是确定改善老年大鼠记忆的相同过程是否也能帮助预防与肥胖和衰老相关的记忆衰退。
他们的发现可能指向旨在减缓或预防记忆衰退的新治疗方法。
"如果我们能理解连接这两件事的机制,那么我们就可以开始思考针对它的方法,"贾罗姆说。"我希望这能帮助我们更好地理解是什么导致大脑实际上加速衰老,使我们更容易患上痴呆症和阿尔茨海默病。"
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