西雅图，华盛顿州——2025年1月1日——艾伦脑科学研究所（Allen Institute）的科学家们已经确定了小鼠大脑中随着年龄增长而发生重大变化的具体细胞类型，以及许多这些变化发生的具体热点区域。这些发现发表在《自然》杂志上，可能为未来减缓或管理大脑衰老过程的疗法铺平道路。
主要发现包括：
- 敏感细胞：科学家发现了数十种特定细胞类型，主要是胶质细胞（即脑支持细胞），这些细胞在衰老过程中经历了显著的基因表达变化。受影响较大的包括小胶质细胞、边界相关巨噬细胞、少突胶质细胞、室管膜细胞和神经胶质细胞。
- 炎症和神经元保护：在衰老的大脑中，与炎症相关的基因活性增加，而与神经元结构和功能相关的基因活性下降。
- 衰老热点：科学家在下丘脑发现了一个特定的热点，该区域同时表现出神经元功能下降和炎症增加。最显著的基因表达变化出现在靠近第三脑室的下丘脑细胞类型中，包括室管膜细胞、神经胶质细胞和与食物摄入、能量稳态、新陈代谢及身体如何利用营养物质有关的神经元。这表明饮食、生活方式因素、大脑衰老之间的潜在联系，以及可能影响我们对与年龄相关的大脑疾病易感性的变化。
“我们的假设是，这些细胞类型在整合来自环境或我们摄入的信号方面变得不那么有效，”艾伦脑科学研究所的科学家、该研究的主要作者金凯利博士（Kelly Jin, Ph.D.）说。“这种效率的丧失某种程度上导致了我们身体其他部分所知道的老化现象。我认为这非常令人惊讶，也很棒的是，我们能够通过我们使用的方法找到这些非常具体的变化。”
为了进行这项由美国国立卫生研究院（NIH）资助的研究，研究人员使用了尖端的单细胞RNA测序技术和通过NIH的脑计划®开发的先进脑图谱工具，绘制了超过120万个年轻（两个月大）和老年（18个月大）小鼠的脑细胞图谱，涵盖16个广泛的大脑区域。18个月大的小鼠相当于科学家认为的晚期中年人类。小鼠大脑在结构、功能、基因和细胞类型方面与人类大脑有许多相似之处。
“衰老是阿尔茨海默病和其他许多毁灭性脑部疾病最重要的风险因素。这些结果为哪些脑细胞可能最受衰老影响提供了高度详细的图谱，”美国国立衰老研究所（NIA）主任理查德·霍兹博士（Richard J. Hodes, M.D.）说。“这一新图谱可能会从根本上改变科学家对衰老如何影响大脑的看法，并为开发与衰老相关的脑部疾病的新治疗方法提供指南。”
了解下丘脑中的这个热点使其成为未来研究的重点。除了知道要专门针对哪些细胞外，这还可能导致开发与年龄相关的治疗药物，帮助保持功能并预防神经退行性疾病。
“我们希望开发可以针对这些细胞类型的工具，”艾伦脑科学研究所执行副总裁兼主任曾红葵博士（Hongkui Zeng, Ph.D.）说。“如果我们改善这些细胞的功能，我们能否延缓衰老过程？”
最新的发现也与过去将衰老与代谢变化联系起来的研究一致，还有研究表明间歇性禁食、均衡饮食或热量限制可能影响或增加寿命。
“这并不是我们在本研究中直接测试的内容，”金博士说。“但对我来说，它指出了参与这一过程的潜在参与者，我认为这是一个巨大的进步，因为这是非常具体、罕见的神经元群体，表达了非常具体的基因，人们可以开发工具来靶向并进一步研究。”
未来的大脑衰老研究将为新的饮食和治疗策略奠定基础，旨在维持老年人的大脑健康，以及更深入研究大脑高级衰老的复杂性。随着科学家进一步探索这些联系，研究可能会解锁更多特定的饮食或药物干预措施，以对抗或减缓细胞水平上的衰老。
“我们研究的重要之处在于，我们找到了关键参与者——真正的关键参与者——以及这一过程的生物学基质，”曾博士说。“拼凑这个谜题的各个部分，你需要找到合适的参与者。这是为什么你需要在这个细胞类型特异性水平上研究大脑和身体的一个美丽例子。否则，如果将不同类型细胞混合在一起，特定细胞类型中发生的变化可能会被平均掉而未被检测到。”
这项研究得到了NIH资助R01AG066027和U19MH114830的支持。内容仅由作者负责，不一定代表美国国立卫生研究院的官方观点。
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