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干细胞抗衰老:神经的源头细胞——从“60岁到10岁”

日期:2022-04-08 15:24作者:admin

1. 衰老和神经细胞
 
京都大学病毒与再生医学研究所的一个研究小组通过基因工程使老化的神经细胞恢复活力,从而成功地改善了小鼠的认知功能。
 
在解释这项研究之前,先解释一下衰老会导致神经细胞发生什么。
 
随着年龄的增长,身体会发生各种变化。
 
老化现象涉及神经,感觉和运动能力下降,身体运动的方式与以前不同,头部的理解力下降,身体的反应与以前不同。
 
神经大致由三个神经系统组成,"神经老化"在每个神经系统中显示不同的运动。
 
解释衰老对三个神经系统的影响。
 
首先,在大脑中发生的衰老引起的现象中,最大的变化是大脑萎缩。
 
随着胎儿的发育和出生后的生长,人脑变大,体重增加。
 
在20岁左右,大小和重量都达到顶峰,并保持这种状态一段时间。
 
从50岁左右开始,大脑萎缩开始。
 
随着大小的减小,大脑的重量也会减少。
 
从大脑的每个部分来看,大脑的萎缩是最快的,萎缩按小脑和脑干的顺序进行。
 
在大脑中,前额叶和侧叶的萎缩较大,头顶叶和后叶的萎缩较少。
 
大脑的功能因部位而异。
 
当看到衰老对功能的影响时,控制运动和皮肤感觉、整合、资格等的头顶叶和后叶老化引起的萎缩相对较少,但通过整合语言、控制记忆的侧叶和大脑的功能,在前额叶老化引起的萎缩是动机和意图的基础。
 
此外,除了大脑本身的萎缩外,大脑中还发现了神经细胞萎缩、消失和老年特有的淀粉样斑块。
 
脊髓与骨骼老化有关。
 
老化的显著表现是称为椎间盘的软骨。
 
椎间盘是在椎骨和椎骨之间起到缓冲作用的软骨,如果老化加剧,椎间盘就会变硬,变得脆弱。
 
这样的话,就不能发挥原本的缓冲作用,结果就会压迫椎骨内部的脊髓,压迫从椎骨之间延伸出来的神经,引起神经损伤。
 
这种症状表现为感觉钝化、肌肉无力、平衡感下降或缺乏。
 
最后是末梢神经。
 
随着末梢神经的老化,神经传递信号的速度会变慢。
 
从脑和脊髓延伸出来的末梢神经有躯体神经和自律神经。
 
躯体神经是运动神经(又称离心神经)和感觉神经(又称向心神经)的合称,运动神经负责将来自大脑的信号传递给末梢;
 
自律神经是交感神经和副交感神经的合称。
 
末梢体质神经受到老化的影响,反射就会降低,有时甚至会消失。
 
进而,椎间盘的老化所见的症状,感觉钝化,肌肉力量下降。
 
另一方面,自主神经是一个神经系统,不能由自己控制。
 
为了调节身体,自主神经具有油门和刹车的作用,在感到热时出汗,在起床时提高心率和血压,帮助个体移动。
 
然而,随着年龄的增长,由于气温的升高,没有出汗,或者身体在起床和睡觉时的运动之间没有区别。
 
这种影响将影响内脏器官和消化,尿意和便意的控制,虽然他们吃了。
 
2. 京都大学的研究是什么样的?
 
大脑中有一种叫做"神经干细胞"的干细胞,它将成为神经细胞的基础。
 
胎儿之间非常活跃,产生一个接一个的神经细胞,但随着年龄的增长,生长能力下降。
 
因此,神经细胞的供应变得迟钝,个体的认知功能下降。
 
研究小组首先分析了胎儿小鼠的大脑、老年小鼠的大脑和各自的神经干细胞中的基因表达模式。
 
结果,我们确定了80种基因,这些基因在胎儿大脑中的神经干细胞中表达比老年小鼠大脑中的神经干细胞高。
 
这80种基因也可以被看成"在胎儿的神经干细胞中活跃"。
 
研究人员预测,这些基因中有几个基因具有激活神经干细胞的作用和功能,神经细胞将陆续被提供,以便这些基因在胎儿时期活跃起来。
 
相反,也有基因在老年小鼠的神经干细胞中活跃。
 
当抑制这种基因的功能时,本应老化的神经干细胞被激活,恢复了传统干细胞的作用。
 
研究小组开发了一种抑制在老年小鼠中活跃的基因的方法,使在胎儿中活跃的基因更加活跃。
 
这是一种基因工程技术,称为iPaD。
 
当使用iPaD对老年小鼠的大脑进行基因工程时,失去生长能力的神经干细胞再次表现出生长能力,并持续生长了三个多月。
 
老年小鼠的行为实验表明,随着年龄的增长,空间记忆和新的认知记忆会减少,但iPaD也提高了这些能力。
 
今后,我们计划用马莫塞特分析与人类相同的灵长类动物是否有效。
 
如果iPaD能抑制马莫塞特神经细胞的老化,那么属于同一灵长类动物的人也会受到期望。
 
然而,这个iPaD有一个原因,为什么它很难为人类使用。
 
当小鼠使用iPaD进行基因操作时,他们使用病毒将基因放入大脑。
 
因此,即使以这种方式使用马莫塞特,它也不会立即应用于人类。
 
由于从伦理学的角度看,不允许以这种方式对人类进行基因操作,因此这项研究将侧重于确定哪些基因操作应该有效,并有望作为单独的研究进行,以确定人类可以使用的方法。
 
3. 这种方法会发生什么?
 
相关研究人员表示:“这一结果可以说是60多岁的神经干细胞比10多岁的神经干细胞年轻。”
 
单纯地考虑的话,记忆等智慧的大脑的活动不说到10多岁,也确实相当年轻。
 
而且,负责运动的神经也会变得年轻。
 
因此,如果青少年的运动能力恢复,由于老化的影响,如肌肉力量的下降,预计不会轻易恢复到青少年,但肯定会在一定程度上恢复活力。
 
神经干细胞的恢复所期待的一件事是改善痴呆症。
 
即使老年人的认知功能和身体功能不能说是十几岁,如果每个功能可以恢复到残疾前的水平,他们就不必卧床不起,不需要照顾,这大大减少了个人和家庭的负担。
 
此外,预计这将对控制社会保障支出作出重大贡献,预计社会保障支出将在未来老龄化社会增加。
 
这种方法在人类临床上有许多障碍,但需要基因工程是一个很大的障碍。
 
首先,目前不得不使用病毒进行基因操作是障碍之一。
 
此外,还有一个伦理问题,即如何允许治疗改变人类基因。
 
这些解决方案包括激活这些基因的功能,或者开发抑制蛋白质功能的药物,以便准确分析您希望激活的基因和不希望它们活跃的基因。
 
一些人认为,仅仅恢复控制智力和身体控制的神经干细胞能改善人类衰老的速度,是不能过分期待的,但值得关注未来的研究发展。
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