大脑如何抑制衰老

时间大脑是身体的控制中心，有数十亿个神经元向各个方向分支，向远处的器官传递指令。这些指令告诉肌肉收缩，促使肠道处理消化的食物，并协调许多其他关键任务。但大脑也可能在衰老这个普遍现象中发挥着意想不到的作用。

在《细胞代谢》杂志上发表的一项研究中，研究人员发现大脑中的一个神经元子集不仅可以调节衰老，还可以调节一系列其他代谢过程。1研究小组利用小鼠模型表明，干扰这些神经元中的关键基因会引发一系列从分子尺度开始的变化，并最终延长小鼠的寿命。华盛顿大学医学院的发育生物学家、这项研究的合著者Shin-IchiroImai希望这些发现能够帮助科学家了解和干预人类衰老。

衰老是一个复杂的多器官过程。十多年前，今井首次对大脑的贡献产生了兴趣，当时他在大脑的下丘脑背内侧(DMH)区域发现了一群表达去乙酰化酶的神经元，该区域调节昼夜节律和进食，这对衰老很重要。2“大脑在哺乳动物的衰老和长寿控制中必须发挥非常重要的作用，”今井说。

在当前的研究中，Imai的团队将这一关键群体缩小到一组表达蛋白磷酸酶1调节亚基17(Ppp1r17)的神经元。研究人员并不知道这个基因的功能，但当他们减少其在DMH神经元中的表达时，他们发现小鼠变得肥胖，体力活动减少，分解脂肪的能力也较差。当他们仔细观察时，他们发现脂肪组织中的神经元已经收缩并且变得不那么活跃。

BezmialemVakıf大学的分子生物学家CanerÇağlar表示：“意义在于认识到影响体重和食物摄入量的神经群体在衰老过程中也发挥着至关重要的作用。”他没有参与这项研究，但研究过Ppp1r17神经元在饮食行为中的作用。3

当Ppp1r17干扰小鼠新陈代谢时，科学家们注意到该分子本身表现出有趣的行为。随着小鼠年龄的增长，Ppp1r17从细胞核转移到每个细胞的细胞质。研究人员怀疑，当Ppp1r17移动到细胞质时，它停止发送重要的促进长寿的神经元信号。这种迁移是由另一种称为蛋白激酶G(PKG)的分子控制的。当研究人员降低PKG水平时，他们观察到小鼠全身的影响。即使对于30个月大的小鼠(一些科学家将其相当于人类70多年)，它们的皮毛也不会变灰，它们保持高水平的体力活动，而且它们的尾巴也没有出现典型的与年龄相关的扭结和角度。4与Ppp1r17活性正常的同龄小鼠相比，即使年龄较大，这些小鼠死亡的可能性也较小。

Imai说，调节这些神经元中Ppp1r17的多方面作用反映了它们协调许多不同器官活动的能力。Çağlar还指出，Ppp1r17神经元向许多不同的大脑区域发出信号。“阐明这些预测对老龄化过程的具体影响将更具洞察力，”恰格拉尔说。

Imai的团队还表明，这些神经元在一到两年内的化学遗传学激活(与Ppp1r17水平或在细胞中的位置无关)具有相同的长寿效果，使他相信这是神经元控制衰老的第一个例子在哺乳动物中。科学家此前在蠕虫和苍蝇中发现了类似的模式，调节与代谢器官交流的神经元可以延长寿命。5,6但现在，今井更加确信人类衰老也与这种类型的器官间串扰有关。“小鼠和人类是不同的，但我认为我们很可能会在人类身上看到相同类型的调节，”他说。

Imai对Ppp1r17神经元激活的一个奇怪的副产品特别感兴趣：血液中含有细胞外烟酰胺磷酸核糖转移酶(eNAMPT)的小胶囊数量增加，该酶参与能量平衡。这些囊泡遍布全身并改变器官活动，通常可以改善其功能并延缓衰老。“这真是一个令人惊奇的器官间通讯系统，”今井说。

他和他的团队现在正在测试eNAMPT输注作为一种通过恢复器官功能来对抗衰老的治疗方法。该研究仍处于小鼠测试的早期阶段，距离人体临床试验还很遥远，但今井乐观地认为，这些信息有一天将帮助那些遭受衰老影响的全身患者。