老年大腦和年輕大腦之間的差異并不在于神經元的數量,而在于一種被稱作膠質細胞的支持細胞的存在和功能。在近日刊登于《細胞—通訊》期刊的一項研究中,研究人員分析了年齡在16~106歲的480人死后的大腦樣本,發現一個人的膠質細胞的狀態在多年內能保持一致性,以至于能被用來預測人的年齡。這項研究為更好地理解膠質細胞在晚年的大腦疾病中所起的作用奠定了基礎。
負責該研究的英國倫敦大學學院神經生物學家Jernej Ule說,“我們描述了與10個人類大腦區域的年齡相關的基因表達變化,事實上,膠質細胞比神經元經歷了更大的變化。”
人體存在3種類型的膠質細胞,每種細胞給神經元提供不同的支持:少突膠質細胞形成絕緣的髓鞘結構,小膠質細胞起著免疫細胞的作用,星形膠質細胞輔助神經元的代謝、解毒和其他功能。之前研究發現,在大腦衰老時,少突膠質細胞和星形膠質細胞會改變它們的大腦區域(特別是海馬體和黑質)基因表達模式,而小膠質細胞特異性的基因表達在所有大腦區域中都會增加。
研究人員接下來對這些基因表達變化是否與大腦細胞群體中的變化相關進行了研究。通過對來自3種年輕大腦的組織樣品和來自3種老年大腦的組織樣品進行比較,他們發現在額皮質中,少突膠質細胞數量隨著年齡的增加下降了。他們進一步確定這可能與少突膠質細胞特異性的基因表達下降相對應。而其他類型的膠質細胞具有更加復雜的基因表達變化模式。
此外,一項意外發現,在普通人群中,某些膠質細胞基因表達模式能夠預測年齡。盡管這種分析僅能在人死后開展,而且某些人并不能很好地符合這些基因表達模式,但它確實給科學家提供了一種理解大腦衰老與同年齡相關疾病關聯的工具。研究人員的最終目標是觀察基因突變或其他因素,是否能夠以一種導致疾病的方式影響基因表達。
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