Nature重磅:延缓衰老的物质,大脑干细胞就能分泌!

生物探索
编者按

2013年,爱因斯坦医学院的蔡东升教授及其团队发现下丘脑在调节衰老方面扮演着重要角色。近日,该团队发表于Nature上的一项新研究进一步揭示了下丘脑与衰老之间的关联:随着年龄增长,下丘脑内的干细胞会逐渐死亡,这一过程促进了衰老并加速身体和心智衰退。而神经干细胞分泌的microRNAs能够延缓衰老。

 

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下丘脑隐藏在大脑深部,它监测并维持我们的血液浓度,体温和其他生理变量。此前的研究表明,下丘脑在衰老过程中也扮演着重要角色,当我们衰老时,下丘脑的炎症逐渐增强。4年前,爱因斯坦医学院的蔡东升教授与其团队发表在Nature上的一项研究发现,抑制下丘脑炎症能延缓机体衰退并延长小鼠寿命。

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随着年龄增长,神经干细胞逐渐消失。(Sox2和Bmi1等神经干细胞的标志性分子水平逐渐下降)图片来源:Nature

为了确认下丘脑干细胞损失是否促进了衰老,研究人员试图加速这一过程。他们构建了基因工程小鼠,使其在注射病毒药物之后下丘脑干细胞能迅速死亡。结果发现,破坏下丘脑干细胞的小鼠衰老更快,寿命缩短。它们的记忆力,协调能力和耐力也遭受影响。这些小鼠的行为老态龙钟,比起年轻小鼠,它们的社交和好奇心更少。例如,当研究人员将一个新物体放入笼子中时,对照组小鼠探索物体所花费的时间大约是基因工程小鼠的两倍。

2注入年轻下丘脑干细胞延长寿命

然后,研究人员试图通过将新生小鼠下丘脑干细胞注入中年小鼠的下丘脑来扭转这种衰退。与注射其他类型脑细胞的小鼠相比,注射干细胞的小鼠具有更好的认知和肌肉功能,寿命延长了10%。

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给16个月大的小鼠下丘脑注射外泌体(深蓝色),改善了小鼠的多项生理机能。图片来源:Nature

这些microRNAs究竟如何影响衰老进程呢?蔡教授表示,这些分子能够刺激其他细胞来抑制炎症或应激反应,但是还不清楚它们具体如何工作。microRNAs产生效应的位置也是一个谜团。它们可能作用于脑和脊髓中的一些细胞,但也有可能进入血液刺激身体其他部位的细胞。蔡教授的团队正在努力鉴定产生的这上千种microRNAs中哪些与衰老相关,并希望在非人灵长类动物中观察是否存在类似的机制。

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