Nature:下丘脑中隐藏衰老进程的关键

发布日期2017-07-31 11:39 来源:本站

美国纽约爱因斯坦医学院的科学家们发现,大脑下丘脑中的干细胞在控制身体衰老的速度。这项在小鼠身上取得的发现或许能够帮助人们找到应对衰老相关疾病和延长寿命的新方法。该研究于26日在线发表在《Nature》上。


下丘脑负责调节很多重要的生命过程,比如生长、发育、生殖和新陈代谢。在2013年发表在《Nature》上的一项研究中,爱因斯坦医学院的研究人员发现,下丘脑还能够调节全身的衰老过程。现在,科学家们发现了下丘脑中控制衰老的细胞:这是一种成体神经干细胞,它们负责形成新的大脑神经元。

爱因斯坦医学院分子药理学教授Dongsheng Cai博士说:“我们的研究表明,下丘脑中的神经干细胞数量会随着年龄增长而自然衰减,而这种衰减会加速衰老。但是我们发现,这种神经干细胞衰减造成的影响并非不可逆转。如果对干细胞或者其所生成的分子进行补充,就可以减缓甚至逆转身体的衰老过程。”


在研究下丘脑中神经干细胞是否对衰老有影响的过程中,研究人员首先观察这些细胞在健康小鼠衰老过程中所发生的变化。当小鼠长至10个月大的时候,下丘脑干细胞的数量开始减少,再过几个月之后就会出现常见的衰老症状。Cai博士说:“在小鼠2岁时(对于它们来说已经是老年),大部分神经干细胞都会消失。”

研究人员接下来想弄清楚,这种干细胞减少是直接导致衰老,还是只是与衰老之间存在相关性。所以他们对中年小鼠的下丘脑神经干细胞进行选择性的干扰,并观察现象。Cai博士说:“这种干扰显著地加速了小鼠的衰老,而且这些下丘脑神经干细胞受到干扰的小鼠比对照组死亡更早。”

那么向下丘脑补充神经干细胞能够对抗衰老吗?为了验证这一问题,研究人员将下丘脑干细胞注入到中年小鼠(它们的干细胞已经被破坏)和正常的中年小鼠的大脑中。在这两个实验组中,这种治疗方法都减缓甚至是逆转了多种衰老症状。

Cai博士和他的同事发现,下丘脑干细胞通过释放microRNA分子发挥其抗衰老的作用。尽管miRNA分子不参与蛋白质的合成,但在基因表达调控中发挥着关键作用。下丘脑干细胞可将被外泌体包裹的miRNA释放到小鼠的脑脊髓液中。

研究人员从下丘脑干细胞中提取了含有miRNAs的外泌体颗粒,并将其注射到这两组试验小鼠的脑脊髓液中:下丘脑干细胞受损的中年小鼠和正常的中年小鼠。这种治疗方法显著地延缓了这两组试验动物的衰老特征,比如肌肉耐力、协调性、社交行为、认知能力等。

研究人员正在确定特定的miRNAs种类,以及这些干细胞分泌的其他物质是否能够起到抗衰老作用,这是迈向延缓衰老和治疗衰老相关疾病的重要一步。