作者:文乐乐 来源:中国科学报 发布时间:2022/5/18 11:22:26
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“年轻”脑脊液改善老年小鼠记忆力
有望用于人类相关疾病治疗

 

几十年来,科学家一直试图揭开记忆随年龄增长而衰退的奥秘。现在他们发现了一种可能的治疗方法——从年轻大脑中提取脑脊液(CSF)。

5月12日,研究人员在《自然》报道称,年轻小鼠的CSF可以改善老年小鼠的记忆功能。直接向大脑注入年轻小鼠的CSF可能会提高衰老小鼠神经元的传导能力,从而改善记忆产生和唤起的过程。研究小组指出,这种改善很大程度上缘于CSF中的一种特定蛋白质。

美国波士顿儿童医院神经生物学家Maria Lehtinen说:“从基础科学的角度看,这是非常令人兴奋的,同时也可以用于治疗。”

CSF是中枢神经系统的血浆,由必需的离子和营养物质组成,对大脑的正常发育至关重要。医生经常使用它作为大脑健康的指标以及神经系统疾病的生物标志物。但随着哺乳动物年龄的增长,CSF失去了一些功能。“这些变化可能会影响与记忆有关的细胞。”论文合著者、斯坦福大学神经科学家Tal Iram说,“我们能否通过将这些细胞重新暴露在年轻的CSF中来做些什么呢?”

Iram及其团队的第一步是给衰老小鼠一种它们能记住的体验。研究小组对20月龄小鼠的脚部进行了3次电击,并伴有几次闪光和声音,以建立灯光和电击之间的联系。研究人员随后向8只小鼠的大脑注射10周小鼠的CSF,向对照组10只老鼠注射人工CSF。

3周后,小鼠面对了同样的声音和灯光,但这次没有电击——在没有引起恐惧的动作的情况下重现了恐惧场境。接受年轻小鼠CSF的小鼠有40%的时间记得电击并因此僵住,但在接受人工CSF的小鼠中,只有18%的时间记得这种情况。

这一发现表明,年轻的CSF可以恢复衰老大脑下降的能力。“更广泛的含义是,大脑仍具有可塑性,其功能可以改善。”论文合著者、斯坦福大学神经科学家Tony Wyss-Coray说。CSF研究的灵感来自于Wyss-Coray此前的一个研究——年轻小鼠的血浆可以恢复衰老小鼠的记忆功能。

海马体是大脑的记忆控制中心,负责创造、保留和唤起记忆。因此,研究小组对海马体进行研究以更好了解年轻CSF如何改善衰老小鼠的记忆功能。

研究人员发现,这种结构上调了与少突胶质细胞有关的基因。Wyss-Coray说,少突胶质细胞在神经元尾部周围产生髓鞘,后者本质上是“覆盖在大脑电线上的塑料涂层”。和电线绝缘层一样,这层保护层有助于提高“导电”能力。具体来说,CSF有助于产生更多的早期少突胶质细胞,即少突胶质细胞前体细胞,而产生更多隔离神经连接的细胞有助于维持大脑功能。

研究人员还从CSF混合物中分离出一种蛋白质Fgf17。分析表明,它是改善记忆的有力候选物,Fgf17与CSF具有相似的记忆恢复作用。此外,给小鼠注射一种能阻止Fgf17功能的抗体会损害小鼠的记忆能力。Wyss-Coray和Iram已经为他们关于Fgf17的发现申请了专利。

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-022-04722-0

 
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