科學家們可能已經發現了一個隱藏的生物開關,有助於控制身體老化的速度。發表在 PLOS Biology 的一項研究顯示,一種名為 Menin 的腦部蛋白質水平下降,會引發全身性的發炎、記憶力衰退以及其他與老化相關的變化。在小鼠實驗中,恢復這種蛋白質逆轉了多項老化跡象,同時補充一種簡單的胺基酸改善了認知功能。

這些發現為日益增長的證據增添了支持,這些證據表明老化可能受到下視丘的強烈影響。下視丘是一個體積雖小但功能強大的腦部區域,負責調節新陳代謝、荷爾蒙、體溫、睡眠和壓力反應。研究人員越來越將下視丘視為老化本身的中樞指揮中心。

一種隨年齡衰退的腦部蛋白質

由中國廈門大學的 Lige Leng 及其同事領導的研究,聚焦於 Menin 蛋白質,這種蛋白質有助於抑制腦部發炎。早期的研究已經表明,Menin 在控制神經發炎活動方面扮演重要角色。該團隊想知道,失去這種保護性蛋白質是否會導致老化。

他們的實驗顯示,隨著小鼠年齡增長,下視丘的 Menin 水平急劇下降。這種下降尤其發生在腹內側下視丘(VMH)的神經元中,該區域與新陳代謝和全身性老化有關。有趣的是,在附近的支援細胞,如星狀細胞或微膠細胞中,Menin 水平並未顯著降低。

為了探究這種損失的意義,研究人員培育了一種可以選擇性降低 Menin 活性的基因改造小鼠。其結果令人矚目。與正常小鼠相比,Menin 水平較低的小鼠出現腦部發炎加劇、皮膚變薄、骨質密度降低、平衡能力受損、記憶問題以及壽命縮短。

這些結果表明,Menin 可能在大腦內部作為一種保護性的「抗老化」因子。

最令人驚訝的發現之一涉及 D-serine,這是一種同時也作為腦部神經傳導物質的胺基酸。D-serine 有助於調節神經元之間的溝通,對學習和記憶至關重要。

當 Menin 水平下降時,D-serine 的產生也隨之減少。研究人員追溯到這種影響是由於合成 D-serine 所需的一種酶的活性降低所致,而這種酶本身似乎受到 Menin 的調節。

D-serine 天然存在於包括黃豆、雞蛋、魚類和堅果在內的食物中,同時也作為膳食補充劑販售。

這種關聯引起了研究人員的注意,因為其他研究已將 D-serine 水平下降與與老化相關的認知障礙和突觸可塑性降低(大腦增強與記憶和學習相關的神經連接的能力)聯繫起來。

研究人員接著測試了恢復 Menin 是否能逆轉與老化相關的衰退。

他們將 Menin 基因直接導入約 20 個月大的老年小鼠的下視丘,這大致相當於人類的晚年老化。僅僅 30 天後,這些動物在學習、記憶、平衡、皮膚厚度和骨密度方面都顯示出可衡量的改善。

這些改善伴隨著海馬迴(一個對記憶形成至關重要的腦部區域)中 D-serine 水平的升高。

該團隊還測試了單獨補充 D-serine 是否有幫助。在補充三週後,老年小鼠表現出更好的認知表現,儘管這種治療並未逆轉皮膚和骨骼組織中觀察到的身體老化標記。

這種區別表明,Menin 可能透過多個相互關聯的生物途徑影響老化,而不僅僅是單獨的 D-serine 生產。

為何下視丘成為老化研究的焦點

近年來,隨著科學家們發現越來越多證據表明下視丘可能協調全身老化的許多方面,對下視丘的興趣迅速增長。

更近期的研究探討了下視丘 DNA 甲基化和荷爾蒙信號傳導的年齡相關變化如何導致阿茲海默症等神經退化性疾病。2024 年發表在 Nature Communications 的一項研究發現,下視丘會隨著年齡發生獨特的表觀遺傳學變化,並可能影響與催產素和促性腺激素釋放激素(GnRH)相關的途徑,這兩者都與老化和腦部健康有關。

總體而言,這些發現加強了一種觀點,即老化不僅僅是身體磨損的結果。相反,一些科學家懷疑大腦可能透過發炎、新陳代謝和荷爾蒙信號傳導主動調節老化過程的某些部分。

儘管這些發現令人興奮,但研究仍處於早期階段,且是在小鼠而非人類身上進行的。科學家們仍然不知道,增加 Menin 或補充 D-serine 是否能安全地減緩人類老化或改善認知功能。

研究人員也警告說,改變強大的腦部信號傳導途徑可能會產生意想不到的後果。需要更多工作來了解 Menin 隨年齡下降的原因、任何益處能持續多久,以及 D-serine 補充劑是否會隨著時間產生副作用。

儘管如此,這項研究為未來如何更直接地針對老化提供了一個引人入勝的視角。

Leng 表示:「我們推測,Menin 在下視丘的表達隨年齡下降可能是老化的驅動因素之一,而 Menin 可能是連接遺傳、發炎和代謝老化因素的關鍵蛋白質。D-serine 是治療認知衰退的潛在有希望的療法。」

Leng 還指出:「老年小鼠的腹內側下視丘(VMH)Menin 信號減弱,這會導致全身性老化表型和認知缺陷。Menin 對老化的影響是由神經發炎變化和代謝途徑信號傳導介導的,伴隨著 VMH 的絲胺酸缺乏,而恢復 VMH 的 Menin 逆轉了與老化相關的表型。」

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