两所La Jolla主要医学研究机构的新研究探索了衰老及其对大脑的影响，尽管侧重点各不相同。
表观遗传学图谱
为了更好地理解衰老对大脑功能的影响，索尔克生物研究所的科学家们最近发布了他们最全面的单细胞图谱，详细描述了小鼠大脑中的表观遗传变化。
表观遗传变化是指不改变基础DNA序列的基因表达修饰。
这项新图谱于3月11日发表在科学期刊《细胞》上，详细描述了基因组结构、基因活性和甲基化（一种调节基因表达的生化机制）在八个大脑区域和36种脑细胞类型中的变化方式。
索尔克研究所表示："近90万个细胞被用于追踪不同大脑区域和细胞类型中衰老的差异。"
研究人员表示，该图谱指出了不同年龄组之间的表观遗传差异，并为开发能够预测进一步变化的深度学习模型奠定了基础。
该图谱将作为在亚马逊网络服务和基因表达综合数据库上解读人类大脑数据集的框架。这将包括美国国立卫生研究院通过推进创新神经技术进行大脑研究(BRAIN)计划的数据。
根据合著者、索尔克研究所基因学教授兼基因组分析实验室主任、霍华德·休斯医学研究所研究员约瑟夫·埃克尔(Joseph Ecker)的说法，该项目总共耗时五年。他说，其中四年用于数据生成，最后一年用于分析。
索尔克科学家希望这个在线可获取的图谱能促进全球合作。
与研究教授玛格丽塔·贝伦斯(Margarita Behrens)共同撰写该研究的埃克尔说："以不同方式提供访问权限很重要，因为有些独立研究人员想要查看他们感兴趣的个别基因，而其他人则对获取原始数据...并将其用于构建机器学习方法感兴趣。"
这也可能为加速发现奠定基础。
埃克尔说："我们试图将小鼠大脑衰老用作人类大脑衰老的模型，因为我们可以操纵小鼠大脑中的基因来测试在衰老中什么是重要和不重要的。"
"在人类中，显然我们有遗传差异、生活方式差异、吸烟以及各种可能以难以研究的方式改变大脑的环境暴露。因此，我们现在有可以观察的特征，并说'这些是在严格控制的小鼠研究中也在变化的东西。'"
新定义的遗传疾病
桑福德-伯纳姆-普雷比斯医学研究所的研究人员与一个国际合作者团队在3月19日发表在《自然通讯》上的一篇论文中，探讨了早衰和认知缺陷。
该研究由桑福德-伯纳姆-普雷比斯神经疾病研究中心主任、教授张素春(Su-Chun Zhang)博士和工作人员科学家袁方(Fang Yuan)共同撰写。
这项工作可以追溯到几年前，当时张的一个合作者发现了一个患者家庭，其青少年成员表现出早衰迹象，如灰白的头发和眉毛。
当时担任新加坡杜克-新加坡国立大学医学院神经科学与行为障碍标志性项目主任的张回忆道："这群孩子不仅有早衰症状，还有严重的神经系统问题和认知缺陷。他们说话不好...而且表现出智力发展迟缓。"
张和研究团队怀疑有一种未知的疾病在起作用。
科学家们结合基因组测序和细胞重编程，确定了导致衰老和认知缺陷的基因突变。他们成功追踪到IVNS1ABP基因的突变，该基因提供指令编码来构建流感病毒非结构蛋白-1结合蛋白。
袁方在一份声明中说："关于这个基因和蛋白质的研究相对较少，没有人曾经将它们与衰老生物学、早衰疾病或神经病变联系起来。"
关键发现之一是，携带突变的患者来源细胞比从无病兄弟姐妹重编程的对照组生长速度更慢，表明它们进入了衰老状态，即衰老细胞停止分裂但持续存在，随着时间积累，引发慢性炎症、组织功能障碍和与年龄相关的疾病。进一步研究表明，在细胞分裂过程中发生了DNA损伤。
张认为，这些结果强调了细胞重编程和患者来源干细胞模型在研究罕见疾病方面的潜力。
他说，下一步是超越当前的模型。
张说："所有这些都在培养皿中完成。在培养皿中，你只能做这么多；你只能观察这么多细胞类型。你无法观察整个身体。"
"要求培养皿中的细胞思考或做出反应是非常困难的。我们无法做到。所以这种测试需要来自完整动物。"
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