NIH 的研究表明，脑细胞的衰老不均衡，下丘脑细胞受影响最大。先进的绘图工具显示，老年小鼠的免疫活动增加，神经元功能下降。这些发现可以为治疗与衰老相关的脑部疾病提供参考。
美国国立卫生研究院资助的一项小鼠研究提供了有关衰老如何影响脑细胞遗传活动的见解。
美国国立卫生研究院(NIH)资助的一项新脑图谱研究表明，大脑中不同类型的细胞衰老方式不同。科学家发现，某些细胞（例如负责激素调节的一小组细胞）的遗传活动会比其他细胞经历更显著的与年龄相关的变化。
该研究结果发表在《自然》杂志上，表明某些细胞比其他细胞更容易受到衰老和大脑相关疾病的影响。
“衰老是阿尔茨海默病和许多其他严重脑部疾病最重要的风险因素。这些结果提供了一张非常详细的地图，表明哪些脑细胞可能最容易受到衰老的影响，”美国国立卫生研究院国家老龄化研究所所长 Richard J. Hodes 医学博士说。“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，并为开发与衰老相关的脑部疾病的新疗法提供指导。”
方法论和主要发现科学家利用先进的基因分析工具研究了 2 个月大的“幼鼠”和 18 个月大的“老鼠”大脑中的单个细胞。研究人员针对每个年龄段分析了位于 16 个不同大区域（占小鼠大脑总体积的 35%）的各种细胞类型的基因活动。
与之前的研究一样，初步结果显示与神经回路相关的基因活性下降。这些下降出现在神经元、主要回路细胞以及称为星形胶质细胞和少突胶质细胞的“神经胶质”细胞中，这些细胞可以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。相反，衰老会增加与大脑免疫和炎症系统以及脑血管细胞相关的基因活性。
进一步的分析有助于确定哪些细胞类型可能对衰老最敏感。例如，结果表明衰老会减少大脑至少三个不同部位的新生神经元的发育。先前的研究表明，其中一些新生神经元可能在控制某些形式的学习和记忆的回路中发挥作用，而另一些可能帮助老鼠识别不同的气味。
下丘脑与衰老敏感性对衰老最敏感的细胞围绕着第三脑室，这是一条使脑脊液能够通过下丘脑的主要管道。
下丘脑位于小鼠大脑底部，它产生的激素可以控制身体的基本需求，包括体温、心率、睡眠、口渴和饥饿。研究结果表明，下丘脑第三脑室内壁细胞和邻近神经元的基因活性随年龄变化最大，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对几种不同动物的研究结果相一致，这些研究显示了衰老与身体代谢之间的联系，包括间歇性禁食和其他限制卡路里的饮食如何延长寿命。具体来说，已知下丘脑中对年龄敏感的神经元会产生摄食和能量控制激素，而心室衬里细胞则控制大脑和身体之间激素和营养物质的流通。
启示与未来研究需要进行更多研究来检验该发现背后的生物学机制，并寻找与人类健康的任何可能联系。
该项目由西雅图艾伦脑科学研究所的 Kelly Jin 博士、Bosiljka Tasic 博士和 Hongkui Zeng 博士领导。科学家们使用脑图工具（作为美国国立卫生研究院通过先进创新神经技术进行脑研究® (BRAIN) 计划-细胞普查网络 (BICCN)的一部分开发）研究了来自年轻和老年小鼠的 120 多万个脑细胞，约占总脑细胞的 1%。
“多年来，科学家们主要每次研究一个细胞的衰老对大脑的影响。现在，借助由 NIH BRAIN Initiative 提供的创新大脑映射工具，研究人员可以研究衰老如何影响整个大脑的大部分区域，”BRAIN Initiative® 主任 John Ngai 博士说：“这项研究表明，更全面地研究大脑可以为科学家提供有关大脑如何衰老以及神经退行性疾病如何破坏正常衰老活动的新见解。”
这项研究由 NIH 拨款 R01AG066027 和 U19MH114830 资助。
参考文献：《小鼠健康衰老的全脑细胞类型特异性转录组特征》，作者：Kelly Jin、Zizhen Yao、Cindy TJ van Velthoven、Eitan S. Kaplan、Katie Glattfelder、Samuel T. Barlow、Gabriella Boyer、Daniel Carey、Tamara Casper、Anish Bhaswanth Chakka、Rushil Chakrabarty、Michael Clark、Max Departee、Marie Desierto、Amanda Gary、Jessica Gloe、Jeff Goldy、Nathan Guilford、Junitta Guzman、Daniel Hirschstein、Changkyu Lee、Elizabeth Liang、Trangthanh Pham、Melissa Reding、Kara Ronellenfitch、Augustin Ruiz、Josh Sevigny、Nadiya Shapovalova、Lyudmila Shulga、Josef Sulc、Amy Torkelson、Herman Tung、Boaz Levi、Susan M. Sunkin、Nick Dee、Luke Esposito， Kimberly A. Smith、Bosiljka Tasic 和 Hongkui Zeng，2024 年 12 月 32 日，《自然》。DOI：10.1038/s41586-024-08350-8
来源：美国国立卫生研究院
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