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根据美国国立卫生研究院（NIH）资助的一项新的大脑图谱研究，科学家们发现，大脑中并非所有类型的细胞都以同样的方式衰老。他们发现，一些细胞，比如一小群激素控制细胞，可能比其他细胞经历更多与年龄相关的基因活动变化。发表在《自然》杂志上的研究结果支持了这样一种观点，即一些细胞对衰老过程和老化的大脑疾病比其他细胞更敏感。
衰老可能会对一些脑细胞造成更大的改变
美国国立卫生研究院资助的小鼠研究为衰老如何改变脑细胞遗传活动提供了路线图
根据美国国立卫生研究院（NIH）资助的一项新的大脑图谱研究，科学家们发现，大脑中并非所有类型的细胞都以同样的方式衰老。他们发现，一些细胞，比如一小群激素控制细胞，可能比其他细胞经历更多与年龄相关的基因活动变化。发表在《自然》杂志上的研究结果支持了这样一种观点，即一些细胞对衰老过程和老化的大脑疾病比其他细胞更敏感。
“衰老是阿尔茨海默病和许多其他破坏性脑部疾病的最重要风险因素。这些结果提供了一个非常详细的地图，哪些脑细胞可能最受衰老的影响，”Richard J. Hodes医学博士说，他是美国国立卫生研究院国家衰老研究所的主任。“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。”
科学家们使用先进的基因分析工具研究了两个月大的“幼年”小鼠和18个月大的“老年”小鼠大脑中的单个细胞。对于每一个年龄，研究人员分析了位于16个不同大区域的各种细胞类型的遗传活性，这些区域占小鼠大脑总量的35%。
与之前的研究一样，最初的结果显示与神经元回路相关的基因活性下降。这些减少出现在神经元，初级回路细胞，以及被称为星形胶质细胞和少突胶质细胞的“胶质”细胞中，它们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。相反，衰老增加了与大脑免疫和炎症系统以及脑血管细胞相关的基因的活性。
进一步的分析有助于发现哪些细胞类型可能对衰老最敏感。例如，研究结果表明，衰老会减少至少在大脑三个不同部位发现的新生神经元的发育。先前的研究表明，这些新生神经元中的一些可能在控制某些形式的学习和记忆的电路中发挥作用，而另一些可能帮助小鼠识别不同的气味。
似乎对衰老最敏感的细胞围绕在第三脑室周围，第三脑室是脑脊液通过下丘脑的主要管道。下丘脑位于小鼠大脑的底部，产生的激素可以控制身体的基本需求，包括温度、心率、睡眠、口渴和饥饿。结果显示，随着年龄的增长，第三脑室和下丘脑邻近神经元的细胞的遗传活性变化最大，包括免疫基因的增加和与神经元回路相关的基因的减少。
作者指出，这些观察结果与之前对几种不同动物的研究一致，这些研究表明衰老与身体代谢之间存在联系，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产生喂养和能量控制激素，而脑室衬里细胞控制大脑和身体之间激素和营养物质的传递。需要更多的研究来检验这些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。科学家们使用大脑测绘工具——作为美国国立卫生研究院通过推进创新神经技术?（brain）倡议的大脑研究的一部分——细胞普查网络（BICCN）——研究了来自年轻和老年小鼠的120多万个脑细胞，约占脑细胞总数的1%。
多年来，科学家们主要是一次一个细胞地研究衰老对大脑的影响。现在，有了创新的大脑测绘工具——由美国国立卫生研究院大脑计划（NIH brain Initiative）实现——研究人员可以研究衰老如何影响整个大脑的大部分，”大脑计划（the brain Initiative）主任约翰·恩盖博士说。“这项研究表明，更全面地检查大脑可以为科学家提供关于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。”
本研究由NIH拨款R01AG066027和U19MH114830资助。
研究人员可以通过以下网站获取研究数据：
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