根据美国国立卫生研究院（NIH）资助的新脑图谱研究，科学家们发现并非所有脑细胞类型都以相同方式老化。他们发现，一些细胞，例如一小群控制激素的细胞，可能会比其他细胞经历更多的与年龄相关的基因活动变化。这项发表在《自然》杂志上的结果支持了某些细胞对老化过程和老化脑部疾病更为敏感的观点。
“衰老是阿尔茨海默病和其他许多破坏性脑部疾病最重要的风险因素。这些结果提供了一张高度详细的地图，展示了哪些脑细胞可能最受衰老影响，”美国国立衰老研究所（NIA）主任理查德·J·霍兹博士（Richard J. Hodes, M.D.）说，“这张新地图可能会从根本上改变科学家对衰老如何影响大脑的看法，并为开发治疗与衰老相关脑部疾病的新方法提供指南。”
科学家们使用先进的遗传分析工具，研究了2个月大的“年轻”小鼠和18个月大的“老年”小鼠大脑中的单个细胞。对于每个年龄段，研究人员分析了位于16个不同广泛区域内的多种细胞类型的基因活动，这些区域占小鼠大脑总体积的35%。
与之前的研究一致，初步结果显示与神经回路相关的基因活性下降。这种下降出现在神经元（主要电路细胞）中，也出现在称为星形胶质细胞和少突胶质细胞的“胶质”细胞中，这些细胞通过控制神经递质水平和电绝缘神经纤维来支持神经信号传导。相比之下，衰老增加了与大脑免疫系统和炎症系统以及脑血管细胞相关的基因活性。
进一步的分析帮助确定了哪些细胞类型可能对衰老最为敏感。例如，结果表明，衰老减少了至少三个不同脑区中新生成神经元的发展。先前的研究表明，其中一些新生成的神经元可能在控制某些学习和记忆形式的电路中发挥作用，而另一些则可能帮助小鼠识别不同的气味。
最敏感于衰老的细胞围绕着第三脑室，这是使脑脊液通过下丘脑的主要通道。位于小鼠脑底部的下丘脑产生可以控制身体基本需求（包括体温、心率、睡眠、口渴和饥饿）的激素。结果显示，随着年龄的增长，第三脑室衬里细胞和邻近下丘脑神经元的基因活性发生了最大变化，包括免疫基因增加和与神经回路相关的基因减少。
作者指出，这些观察结果与之前关于几种不同动物的研究一致，这些研究表明衰老与新陈代谢之间的联系，包括间歇性禁食和其他限制热量饮食如何延长寿命。具体来说，下丘脑中的这些对年龄敏感的神经元已知会产生控制进食和能量的激素，而脑室衬里细胞则控制激素和营养物质在大脑和身体之间的传递。未来还需要更多研究来探讨这些发现背后的生物学机制，以及任何可能与人类健康的关系。
该项目由西雅图艾伦脑科学研究所的凯利·金博士（Kelly Jin, Ph.D.）、博西尔吉卡·塔西奇博士（Bosiljka Tasic, Ph.D.）和曾洪奎博士（Hongkui Zeng, Ph.D.）领导。科学家们使用作为NIH“通过推进创新神经技术进行脑研究”（BRAIN）倡议——细胞普查网络（BICCN）的一部分而开发的大脑图谱工具，研究了来自年轻和老年小鼠的超过120万个脑细胞，约占总脑细胞的1%。
“多年来，科学家们主要是一个细胞一个细胞地研究衰老对大脑的影响。现在，借助NIH BRAIN倡议提供的创新脑图谱工具，研究人员可以研究衰老如何影响整个大脑的大部分，”BRAIN倡议主任约翰·恩盖博士（John Ngai, Ph.D.）说，“这项研究表明，更全面地研究大脑可以为科学家提供关于大脑如何衰老以及神经退行性疾病如何扰乱正常衰老活动的新见解。”
该研究得到了NIH拨款R01AG066027和U19MH114830的支持。
(全文结束)
