脑的“电线绝缘”部分是与年龄相关的脑退化的主要因素

原创 ScienceDaily 阿尔茨海默病

英国朴茨茅斯大学领导的一项新研究发现，与年龄有关的脑退化的主要因素之一是髓磷脂（髓鞘的组成部分）的丢失。

《ScienceDaily》官网3月9日消息

髓磷脂的作用就像是围绕着脑电线（轴突）的保护性绝缘塑料外壳一样。髓磷脂对于神经细胞之间的超高速通信至关重要，而神经细胞是人脑超级计算机功能背后的基础。

髓磷脂的丢失会导致认知能力下降，并且是几种神经退行性疾病的核心，如多发性硬化症（MS）和阿尔茨海默病。这项新研究发现，随着我们年龄的增长，驱动髓磷脂修复的细胞变得越来越低效，并确定了一个受衰老影响最大的关键基因，它降低了细胞替代丢失髓磷脂的能力。

这项研究近日发表在《老化细胞》(Aging Cell)杂志上，是由朴茨茅斯大学(University of Portsmouth)的Arthur Butt教授与德国杜塞尔多夫大学(University of Dusseldorf)的Kasum Azim博士，以及意大利米兰大学（University of Milan）的Maria Pia Abbracchio教授和帕多瓦大学(University of Padua)的Andrea Rivera博士共同开展的国际合作的一部分。

研究于2021年3月5日发表在《Aging Cell》（最新影响因子：7.238）杂志上

Butt教授说：“每个人都熟悉脑的灰质，但很少有人知道白质，它由连接脑不同部分的绝缘电线组成。”

“脑衰老的一个关键特征是白质和髓磷脂的逐渐丧失，但这些过程背后的原因在很大程度上是未知的。产生髓磷脂的脑细胞——少突胶质细胞——一生中都需要被称为少突胶质细胞前体的干细胞取代。如果这一过程失败，髓磷脂和白质就会丢失，导致大脑功能和认知能力下降的毁灭性影响。我们的研究中一项令人兴奋的新发现是，我们发现了脑衰老过程放缓的原因之一。”

创建于1869年的朴茨茅斯大学（大学图书馆）

Rivera博士在朴茨茅斯大学时是这项研究的第一作者，现在是帕多瓦大学的研究员。他解释说：“通过比较年轻小鼠和老年小鼠大脑的基因组，我们确定了哪些过程会受到衰老的影响。这些非常复杂的分析使我们能够解释为什么在老化的脑中少突胶质细胞的补充和它们产生的髓磷脂减少了。”

“我们确定了与这些特定前体相关的基因GPR17，作为衰老大脑中受影响最严重的基因，而GPR17的缺失与这些前体积极工作来替代丢失的髓磷脂的能力降低有关。”

这项工作仍在进行中，并为新研究如何诱导少突胶质前体细胞“再生”，从而有效地补充丢失的白质铺平了道路。

杜塞尔多夫大学的Azim博士说：“这种方法有望靶向衰老大脑中的髓磷脂丢失和脱髓鞘疾病，包括多发性硬化症、阿尔茨海默病和神经精神疾病。事实上，我们只是触及了冰山一角，我们的研究小组未来的研究目标是将我们的发现应用到人类转化中。”

多发性硬化症协会研究助理主任Emma Gray说：“患上多发性硬化症是无情而痛苦的，可悲的是，至今仍没有任何治疗方法可以阻止残疾的发展。我们可以预见未来，将没有人担心多发性硬化症会恶化，但要想做到这一点，我们需要找到修复受损髓磷脂的方法。这项研究揭示了为什么驱动髓磷脂修复的细胞会随着我们年龄的增长而变得低效，我们很自豪能够资助这项研究。通过提高我们对衰老的脑干细胞的理解，它为我们提供了一个帮助减缓多发性硬化进展的新靶点，并可能对未来的治疗有重要意义。”

参考文献

Source：University of Portsmouth

Brain's 'wiring insulation' as major factor of age-related brain deterioration

Reference：

Rivera, A.D., Pieropan, F., Chacon‐De‐La‐Rocha, I., Lecca, D., Abbracchio, M.P., Azim, K. and Butt, A.M. (2021), Functional genomic analyses highlight a shift in Gpr17‐regulated cellular processes in oligodendrocyte progenitor cells and underlying myelin dysregulation in the aged mouse cerebrum. Aging Cell e13335. https://doi.org/10.1111/acel.13335

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