大脑中的少突胶质细胞有时会导致认知衰退

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有些脑细胞本来被认为是完全有益的,但爱丁堡大学的科学家发现,它们也会参与与年龄相关的认知衰退。当这些细胞功能失调时,会生成异常数量的髓鞘,破坏神经纤维,可能让记忆和思维能力变差。

研究发表在《Nature Medicine》上,挑战了这些细胞永远有益的长期看法。研究者检查了人脑组织,也在小鼠身上做了实验,发现这些平时起支持作用的细胞一旦出问题,会损伤神经纤维、干扰认知功能。

研究怎么做的

这项研究由爱丁堡大学和英国失智症研究所的研究者主导,关注的是大脑变化与晚年认知能力下降之间的关系。他们用的是Lothian出生队列1936,这是一群从童年一直追踪到老年的人,认知能力有异常完整的记录,让科学家能看清几十年里思维和记忆如何变化。

参与者在70到82岁之间接受评估,测量记忆、信息处理速度,以及理解空间关系的能力。队列里的1091人中,866人在70岁以后完成了额外的认知测试。几乎每个人都出现了某种程度的下降,但下降速度差别很大。这些差别让研究者有机会去看,衰退快的脑子和衰退慢的脑子到底有什么不同。

科学家检查了部分参与者去世后采集的脑组织,发现了一个明显的规律:认知下降更严重的人,大的神经纤维更少,同时有不健康的髓鞘异常堆积。髓鞘是包裹神经纤维的保护层,帮助电信号在大脑里高效传递。这层绝缘对正常脑功能必不可少,但新发现提示,过多或异常的髓鞘本身可能成为问题的一部分。这些变化在仍然存留的大神经纤维周围尤其明显。重要的是,这些异常与认知能力下降的速度相关,而与某个人在特定年龄的测试成绩无关。

保护性细胞的隐藏弱点

为了弄清原因,研究者把注意力转向少突胶质细胞,这类专门的脑细胞负责生成和维持髓鞘。传统上它们被认为是有益的,因为能帮神经纤维保持绝缘、正常工作。但新发现提示,这些细胞在衰老过程中可能功能失调,反而促成它们平时帮忙预防的问题。

研究者发现,认知下降更严重的人,少突胶质细胞里一种叫NRF2的蛋白水平更低。NRF2在细胞里起重要的保护作用,调控数百个与抵御损伤、维持正常功能有关的基因。当它的活性下降,细胞保护自己、完成本职工作的能力都会变弱。

为了验证这个蛋白是否直接参与,团队在小鼠身上做了实验。当研究者专门降低少突胶质细胞里的NRF2时,小鼠出现了过多髓鞘、丢失大神经纤维的现象,和人脑组织里看到的异常非常相似;随着年龄增长,它们认知表现的改善也更少。这说明NRF2活性下降能直接扰乱少突胶质细胞的功能,进而引发髓鞘和神经纤维的改变,推动认知衰退。

现成的药可能派上用场

这些发现对开发保护老年人认知能力的疗法可能有重要意义。一个特别有希望的地方是,NRF2通路已经是治疗其他疾病的药物靶点,其中包括一种用于多发性硬化的药。此前的研究发现,提高NRF2活性可以改善多发性硬化患者的认知功能。这就带来一种可能:作用于同一通路的药物,也许能重新用于处理少突胶质细胞功能失调和与年龄相关的认知衰退。

虽然还需要更多研究才能确定这类治疗对出现认知下降的老年人是否有效,这项发现至少指出了一个有价值的治疗靶点。

爱丁堡大学MRC高级非临床研究员、英国失智症研究所团队负责人、多伦多Unity Health圣迈克尔医院研究者Veronique Miron说,随着人口老龄化,认知衰退的比例在上升,而目前没有可用治疗,所以这项工作让他们感到振奋,因为它指向了保住老年人认知能力的潜在新策略。

研究第一作者、多伦多圣迈克尔医院和英国失智症研究所博士后Georgina Craig说,这项研究从根本上改变了人们对这些脑细胞在衰老中作用的理解。人们一直认为少突胶质细胞是纯粹有益的,但这里意外地发现,它们会功能失调,并在衰老中促成认知损伤。

这些结果提示,维持少突胶质细胞的健康功能,可能成为保护记忆和思维能力的重要策略。

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