为了揭开人类衰老的秘密,研究人员或许应该更多地关注他们沙发上打盹的宠物,而不是实验室里的小鼠。据上个月在华盛顿州西雅图附近举行的比较和进化神经生物学湖畔会议上展示的研究结果,随着年龄的增长,猫的大脑显示出萎缩和认知衰退的迹象,这些变化比老年小鼠大脑的变化更接近于老年人类大脑的退化。
这些结果是“时间转换”(Translating Time)项目的一部分,该项目比较了150多种哺乳动物的大脑发育情况,现在正在扩展到包括衰老数据。希望这些数据能够帮助研究人员破解年龄相关疾病的原因,特别是影响大脑的疾病,如阿尔茨海默病。
“要解决人类医学的挑战,我们需要从广泛的模型系统中汲取灵感,”阿拉巴马州奥本大学兽医学院的比较神经科学家克里斯汀·查韦特(Christine Charvet)说,她展示了这项工作。“猫、狐猴、小鼠都有用。我们不应该把所有的努力都集中在一种模型上。”
狗的年龄计算
“时间转换”项目始于1990年代,最初是为发育生物学家提供工具。项目科学家收集了各种哺乳动物大脑达到一系列发育里程碑所需时间的数据,并利用这些数据绘制了两种物种随时间的相对发育图。这可以帮助研究人员将动物发育的观察结果与相应的人类年龄联系起来。
然而,随着时间的推移,查韦特在会议上展示这些数据时,研究人员不断要求她扩展数据库,不仅包括早期发育,还包括动物大脑如何随年龄变化的信息。
科学家们长期以来一直对标准实验室模型在理解人类衰老及其对独特人类大脑的影响方面的局限性感到沮丧。小鼠的寿命只有几年,不足以积累导致某些人类神经退行性疾病损伤的大部分损害。俄亥俄州肯特州立大学的比较神经生物学家梅丽莎·埃德勒(Melissa Edler)表示,小鼠可能还具有人类缺乏的机制,用于清除被称为斑块的错误折叠蛋白质团块,这是阿尔茨海默病的标志性特征。
杜克大学进化遗传学研究员艾琳·古埃瓦拉(Elaine Guevara)表示,小鼠与人类之间的进化不匹配可能是治疗该疾病的努力经常失败的原因之一。“小鼠不会发展出阿尔茨海默病的经典标志,”她说。“它们的大脑与我们的大不相同。”
我们的宠物,我们自己
伴侣动物可以提供替代选择。它们的寿命比小鼠长,与主人共享环境,并且容易患上肥胖和糖尿病等人类疾病。由西雅图华盛顿大学和德克萨斯A&M大学的研究人员运行的“狗衰老项目”(Dog Aging Project)跟踪了数万只伴侣犬,以了解其基因、生活方式和环境如何影响衰老。
查韦特表示,几个世纪的繁殖已经影响了狗的衰老和疾病。猫的寿命通常比狗稍长,而且通常没有像狗那样高度近亲繁殖以获得特定特征——其中一些特征也会增加疾病风险。因此,查韦特和她的同事们一直在从兽医诊所和动物园收集数据,并启动了一个名为“猫龄项目”(Catage Project)的计划,要求猫主人提交有关宠物的数据。
迄今为止,他们已经收集了数千只猫的健康记录和血液样本分析结果,并对50多只猫进行了脑部扫描。利用自己的数据和已发表的文献,团队正在填补猫和人类年龄之间非线性关系中的事件。例如,一岁的猫大致相当于18岁的人类。但在接下来的一年里,猫只老化约4个人类年,变得大约相当于22岁的人类。
到了15岁时,猫在人类年龄中已经是八十多岁。查韦特表示,一些猫在这个时候会出现认知衰退,团队收集的脑部扫描显示,老年猫的大脑体积变化与老年人类的大脑变化相似。之前的研究还表明,猫可以积累与人类阿尔茨海默病特征相似的异常蛋白质斑块和缠结。
多种模型
最终,研究人员可能会开发出多种模型系统,用于衰老和神经退行性疾病的各个方面,埃德勒说。尽管小鼠在某些方面不是人类衰老的良好模型,但它们仍然很有价值,因为研究人员可以很容易地对这些啮齿动物进行基因实验,她说。
其他动物,如猫或某些非人类灵长类动物,可能是大脑衰老其他方面的更好模型。洛杉矶南加州大学研究生命史进化的卡莱布·芬奇(Caleb Finch)提倡更多地研究裸鼹鼠(Heterocephalus glaber),这种小型啮齿动物的寿命出奇地长,癌症发生率非常低。
“猫是有用的,”查韦特说。“但它们的作用有限。还需要其他模型系统。”
(全文结束)


