斯坦福大学神经科学家Tony Wyss-Coray博士花了20年时间发现和研究具有神经保护和神经退行性特性的各种分子。这些分子存在于大脑的不同细胞类型中或上,以及紧邻它的血管上,或漂浮在血液和沐浴它的脑脊液中。随着年龄的增长,它们变得越来越重要。
斯坦福大学神经科学家Tony Wyss-Coray博士花了20年时间发现和研究具有神经保护和神经退行性特性的各种分子。这些分子存在于大脑的不同细胞类型中或上,以及紧邻它的血管上,或漂浮在血液和沐浴它的脑脊液中。随着年龄的增长,它们变得越来越重要。
Wyss-Coray和他的同事在血液中发现了可以加速或减缓大脑衰老时钟的物质。他们已经确定了血管表面上的蛋白质,尽管存在血脑屏障,但这些分子中的一些可以作用于大脑。他甚至表明,年长的老鼠在接受年轻的老鼠脑脊液后看起来和行为更年轻。
Wyss-Coray将他在认知复兴领域的发现结合在一起。他是D. H. Chen神经病学和神经学科学的杰出教授,也是Phil and Penny Knight大脑弹性计划的主任。
告诉我们与衰老相关的认知丧失。
对于大多数50岁或60岁以上的人来说,衰老问题开始变得切实可行。这时我们才意识到,在舌尖说不出一个人的名字或一个单词不仅仅是糟糕的一天的结果,而是变老的表现 - 比如皱纹或头发变白。随着这些记忆的流逝变得越来越频繁,我们开始说话更慢,以便能够用其他人替换缺失的单词。
虽然目前尚不清楚这种与年龄相关的正常下降与更严重的认知障碍和痴呆症有何关系,但85岁以上的美国人中有三分之一患有阿尔茨海默病的症状,并且这个数字在未来10年的生命中翻了一番。不幸的是,我们没有工具来预测谁将从健忘症发展到痴呆症。
然而,并非每个人都注定要经历这种下降轨迹。三分之一的百岁老人似乎对认知能力下降有弹性。这不仅提供了希望,也是研究大脑衰老和认知能力下降的跳板。
你是怎么开始研究“年轻液体”作为认知复兴的一种手段的?
由于活体受试者很少能获得脑组织,因此我们将研究重点放在脊髓液和血液上。这些早期的研究,现在超过15年前,来自认知正常的老年人和阿尔茨海默氏症患者的液体受到不可靠的测定的阻碍,但它们向我们展示了一件事:血液蛋白质组成的整体年龄相关变化是深远的。
我们证实,在人们生命的第20年到第90年之间,大量蛋白质的水平发生了显着变化。因为到目前为止,年龄是阿尔茨海默病和其他神经退行性疾病风险的最重要驱动因素,所以问题变成了我们观察到的变化是大脑衰老的原因,还是后果。
为了找到答案,我们求助于前斯坦福大学医学神经病学教授汤姆·兰多(Tom Rando,MD,PhD)(现在在加州大学洛杉矶分校),他的实验室就在我旁边,用来研究肌肉干细胞的衰老:手术连接年轻和年老小鼠的循环系统,以便动物分享它们的血液。
我们观察到的是惊人的。输入于年轻伴侣血液的老年小鼠显示出多种年轻化迹象,包括某些类型神经元数量的增加,神经元活动增加以及脑部炎症减少。
当我们用反复静脉输注年轻血浆(血液的液体部分)治疗老年小鼠时,这些小鼠变得更聪明,在多次认知测试中表现得更像年轻小鼠。相反,暴露于老化血液或用老化血浆治疗的年轻小鼠经历大脑加速衰老和认知功能丧失。
这些发现是否适用于人类?
这些发现在一定程度上被翻译成人类。在临床试验中,年轻血浆的输注对阿尔茨海默氏症患者产生了显着的益处。在安慰剂对照,双盲临床试验(由其他人进行)中,从年轻供体中去除血浆并用富含白蛋白的血浆代替它导致阿尔茨海默氏症患者的显着功能改善。这意味着血液交换小鼠实验可能与人有关,血浆可能蕴藏着恢复活力的秘密。
您和您的同事已经确定了在各种体液和组织中发现的许多物质和蛋白质,它们都作用于不同的部位,以增强大脑中不同类型细胞的年轻性。您能解释一下为什么这么多不同的物质,细胞类型和过程似乎会产生类似的结果吗?
生物学是一个由相互关联的系统组成的复杂网络。在这个网络中,有几十万个节点,我们称之为生物有机体,包括蛋白质,糖,脂质和代谢物。这些组件中的每一个都实现了进化磨练的功能;有时它是必不可少的,不可替代的,但往往是多余的。
想象一下,美国上空的飞行地图包括所有航空公司,由数百个连接点组成,其中一些比其他连接点更重要。该网络通过将货物和人员从一个地方带到另一个地方来帮助经济运行。删除某些节点可能会导致系统崩溃,而其他节点可能会停止服务,而影响不大。
一些最成功的药物 - 例如主力抗炎药阿司匹林 - 已被证明针对许多不同细胞类型和组织的多种生物途径。年轻的血浆或脊液 - 大自然的鸡尾酒 - 似乎含有数十种有益的蛋白质和可能的其他类型的分子,并且很可能仍然是最强大的灵丹妙药。
至少在小鼠中,似乎有可能使用我们已经确定的单个蛋白质因子来实现治疗益处。一种蛋白质可能对延缓肌肉损失特别有用,而另一种蛋白质可能增强大脑功能。
我们在这个时下能做些什么来保持我们的大脑形状?
压力似乎是我们对身体造成伤害的最大来源。它不仅导致身体症状,如高血压,消化问题,胸痛和睡眠中断;它还会削弱免疫系统并导致炎症,可能加速衰老过程。慢性压力是精神表现和不快乐的主要来源。
最近的一项大型研究表明,美国高达40%的痴呆症是由可改变的危险因素驱动的,包括高血压,肥胖和缺乏身体活动。目前,对于认知能力下降和神经变性,还没有好的药物治疗。在没有它们的情况下,科学证明的一些对大脑功能最强大的益处来自体育锻炼。