近日，英國(guó)劍橋大學(xué)的科學(xué)家在《Nature》雜志上發(fā)表論文揭示，大腦的僵硬程度會(huì)影響大腦干細(xì)胞的功能障礙。此外研究人員還發(fā)現(xiàn)了逆轉(zhuǎn)大腦干細(xì)胞衰老的方法。
衰老是大自然不可抗拒的宿命。隨著年齡的增長(zhǎng)，我們的肌肉和關(guān)節(jié)變得僵硬，大腦也是如此。近日，英國(guó)劍橋大學(xué)的科學(xué)家在《Nature》雜志上發(fā)表論文稱(chēng)，他們發(fā)現(xiàn)了一種能夠逆轉(zhuǎn)大腦干細(xì)胞衰老的方法。這一研究成果對(duì)人們理解衰老過(guò)程以及開(kāi)發(fā)與年齡相關(guān)的腦部疾病的新療法具有深遠(yuǎn)意義。
OPCs細(xì)胞是關(guān)鍵
大腦硬化會(huì)嚴(yán)重影響大腦干細(xì)胞的功能。研究人員對(duì)比了年輕和年老大鼠的大腦發(fā)現(xiàn)，大腦硬化會(huì)影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)多功能干細(xì)胞群體——少突膠質(zhì)細(xì)胞祖細(xì)胞（OPCs）。
在健康的大腦中，OPCs細(xì)胞對(duì)維持大腦功能和髓鞘再生功能至關(guān)重要。髓鞘是包裹在神經(jīng)細(xì)胞軸突外面的一層脂肪物質(zhì)。隨著年齡的增長(zhǎng)，這些細(xì)胞的功能往往會(huì)下降。之前有研究表明，如果髓鞘受損或OPCs細(xì)胞死亡會(huì)導(dǎo)致腦癱和多發(fā)性硬化癥（MS）等疾病。
為了確定衰老OPCs細(xì)胞的功能喪失是否可逆，研究人員將老年大鼠的OPCs細(xì)胞移植到年輕大鼠較軟的大腦中。移植后，研究人員觀察到衰老的OPCs細(xì)胞開(kāi)始變得更年輕、健康。
剔除 “耳報(bào)神”
是什么讓衰老的干細(xì)胞重新煥發(fā)生機(jī)？在進(jìn)一步的研究中，研究人員使用了不同硬度的生物合成支架來(lái)模擬大腦的僵硬程度，并在支架上培養(yǎng)大腦干細(xì)胞。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)：一種名為PIEZO1的蛋白質(zhì)是控制干細(xì)胞衰老的關(guān)鍵。PIEZO1蛋白存在于細(xì)胞表面，它就像是一個(gè)“耳報(bào)神”可以告知細(xì)胞周?chē)h(huán)境是柔軟的還是僵硬的。
那么，是否只要“解決”PIEZO1蛋白這個(gè)耳報(bào)神就能夠阻止大腦干細(xì)胞衰老？
研究人員除去衰老大腦干細(xì)胞表面的PIEZO1蛋白后發(fā)現(xiàn)，即便是在堅(jiān)硬的材料上生長(zhǎng)，衰老的干細(xì)胞也能夠重新煥發(fā)活力。
更重要的是，研究人員剔除老年大鼠腦內(nèi)PIEZO1蛋白后，OPCs細(xì)胞恢復(fù)活力并再次能夠承擔(dān)其正常的再生功能。
環(huán)境影響細(xì)胞老化
劍橋大學(xué)的生物物理學(xué)家Kevin Chalut博士表示：“至少對(duì)于我們研究的干細(xì)胞來(lái)說(shuō)，衰老不是由細(xì)胞自身引起驅(qū)動(dòng)的。相反，它是很大程度上受到了環(huán)境的影響。這項(xiàng)研究的真正意義在于表明大腦環(huán)境的硬度會(huì)驅(qū)動(dòng)干細(xì)胞的老化。”
當(dāng)問(wèn)及該研究是否可用于逆轉(zhuǎn)人體的衰老，或治療老年癡呆等與年齡有關(guān)的疾病時(shí)，Chalut表示：“我們有充分理由相信，組織的機(jī)械性能在衰老中起著非常重要的作用。我們的研究可能有助于包括阿爾茨海默氏癥在內(nèi)等多種腦部疾病，但目前最明顯的是多發(fā)性硬化癥（MS）。”
參考資料：
[1] Scientists reverse aging process in rat brain stem cells
[2] SCIENTISTS REVERSE AGING IN RAT STEM CELLSScientists reverse aging process in rat brain stem cells
[3] Brain ageing has been reversed for first time – offering hope of cure for Alzheimer’s disease & multiple sclerosis
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