我们的大脑会比身体其他部位衰老得更快吗？

步入中年或以后，如果你感觉自己的脑力在衰退，那么问题在于你的神经干细胞。《Cell Stem Cell》期刊上发表的一项新研究，介绍了USC干细胞科学家Michael Bonaguidi领导团队的关于大脑衰老的研究成果：证明神经干细胞，即神经系统的干细胞正在迅速老化。

Bonaguidi是USC Keck医学院干细胞生物学和再生医学、老龄科学和生物医学工程的一位助理教授，他说道：“时序衰老和生物衰老，这两者是不同的概念。我们对神经干细胞的生物老化很感兴趣，因为它们面对时间带来的损坏时特别脆弱。这意味着，随着年龄的增长，我们中的大多数人都会经历正常的认知能力下降，以及痴呆症、阿尔茨海默氏症、癫痫和脑损伤。”

这项研究的第一作者Albina Ibrayeva，USC Eli 与Edythe Broad再生医学和干细胞研究中心Bonaguidi实验室的衰老生物学博士生，与她的同事们一起研究了年轻、中年和老年老鼠的大脑。

几个月的研究中，他们追踪了单个神经干细胞（即NSC），发现了“短期NSC”，这种细胞能迅速分化为特化程度更高的神经元以及“长期NSC”，这种干细胞不断分裂和复制自身，以维持持续的干细胞储备，这些干细胞能够在大脑中分化为许多不同类型的细胞。担任了关键角色的长期NSC分裂频率较低，并且随着小鼠的衰老而无法维持其数目。

接下来，科学家们观察了长期NSC中的数千个基因，这些基因分裂的频率较低，进入了一种不活跃状态，即静止状态。在年轻和中年动物中，静止NSC的基因活性差异很大。正如预期那样，控制NSC分裂时限以及产生新神经元和其他脑细胞的基因会发生变化。值得注意的是，在较年轻的年龄，与生物衰老相关的基因活性存在许多重要变化，其数量超过了预期。这些促衰老基因让细胞更难修复受损的DNA、调节基因活动、控制炎症和应对其他压力。

在促衰老基因中，科学家们最感兴趣的是Abl1。Abl1形成了相关基因网络的枢纽。
Ibrayeva说道：“我们对Abl1基因感兴趣的原因是，以前没有人研究过它在神经干细胞生物学中的作用，无论是在发育还是衰老过程中。”

使用美国食品和药物管理局（FDA）批准的现有化疗药物伊马替尼，科学家可以很容易地抑制基因Abl1的活性。科学家们连续六天给老年小鼠注射了伊马替尼。在该药物阻断了Abl1基因的活性后，NSC开始在海马区（大脑中负责学习和记忆的部分）分裂和增殖。

Bonaguidi说道：“我们已经成功让神经干细胞在数量不减少的情况下更频繁地分裂，这是我们的第一步。第二步是诱导这些干细胞产生更多的神经元。第三步是证明这些额外的神经元可以切实改善学习和记忆。我们还有很长的路要走，但这项研究标志着我们在确定处方药的目标方面取得了令人振奋的进展，让我们距离衰老时利用这些药物恢复大脑活力更进一步。”

其他的共同作者如下：来自南加州大学的Maxwell Bay、Elbert Pu、Lei Peng、Naibo Zhang、Daniel Aaron、Congrui Lin、Galen Resler和Axel Hidalgo；剑桥大学的David Jorg和Benjamin D. Simons；以及梅奥医学院的Heechul Jun和Mi-Hyeon Jang。

70%的研究由美国国立卫生研究院（R00NS080913、R56AG064077、R01AG0585560和T32HD060549-08）提供的联邦资金支持，其余的非联邦资金支持来自Donald E.和Delia B. Baxter基金会、L.K. Whittier基金会、Eli和Edythe Broad基金会、洛杉矶儿童医院TSRI试点项目、Royal Society E P Abraham Professorship (RP\R1\180165)、惠康信托(098357/Z/12/Z)、美国老年研究联合会老年生物学研究奖学金和南加州大学教务长学术提升奖学金。

编辑：Cristy Lytal

头图：年轻（绿色）和年老（红色）老鼠大脑中的克隆神经干细胞。（图由Albina Ibrayeva/Bonaguidi实验室友情提供）