戳上面的蓝字关注我们哦!
千百年来,人类一直在试图解开“永生”的奥秘。
虽然到目前为止,“永生”或许只是一个遥不可及的“幻想”,但在“对抗衰老”这件事上,科学家们可是认真的!
「改善记忆」的脑脊液
衰老往往伴随着一系列生理功能的衰退和疾病带来的痛苦,其中一个受到普遍关注的就是老年人的记忆问题。
为什么记忆会随着年龄的增长而减少?如何才能抑制这种变化呢?
最近,斯坦福大学的研究人员有了一项重大发现——通过将年轻小鼠的脑脊液(CSF)输入至老年小鼠体内,有助于改善老年小鼠的记忆能力,其对于衰老大脑具有潜在的再生性能。
该研究论文于5月11日发表在 Nature 杂志上
(图片来源:Nature )
脑脊液(CSF)是充满在脑部内颅骨与大脑皮质之间的蛛网膜下腔的透明体液,是一种含有微神经胶细胞的物质。脑脊液对正常的大脑发育起着至关重要的作用,包括脑部的机械性保护、分配神经内分泌因子及促进脑血流量等。但随着哺乳动物年龄的增长,脑脊液会渐渐失去一些作用,并且这些变化可能会影响与记忆相关的细胞。
在这次的研究中,斯坦福大学的团队对老年小鼠(18个月,相当于人类 60-70 岁左右)的足部进行了轻微的电击(同时伴随声音和闪光灯)实验。然后将小鼠分成几组,并对其中一组 8 只小鼠的大脑输注了幼鼠(10 周大,相当于人类 10-20 岁)CSF。
实验发现,在进行足部电击三周后,接受了幼鼠脑脊液的老年小鼠表现出了高于平均水平的反应行为。这表明他们拥有更好的记忆力。
随后,他们又进行了一系列深入的研究以探寻实验背后的科学机制。研究人员发现血清反应因子(SRF)介导了年轻小鼠脑脊液对少突胶质前体细胞的促增殖作用。并且,在大脑的“记忆控制中心”——海马体中,少突胶质前体细胞的 SRF 表达将随着年龄的增长而降低,从而导致少突胶质细胞减少,髓磷脂减少,神经元之间的交流变弱 —— 这些都是记忆丧失的生物学前兆。
海马体(Hippocampus)担当着关于短期记忆、长期记忆,以及空间定位的作用
(图片来源:百度百科)
通过筛选脑脊液中潜在的 SRF 激活剂,研究人员还发现,在小鼠中注入一种称为 Fgf17 的纤维细胞生长因子能够帮助恢复少突胶质细胞功能。数据表明,Fgf17 在老年小鼠中的表达水平降低,给老年小鼠输注 Fgf17 足以诱导老年小鼠的少突胶质前体细胞增殖和记忆能力改善。
少突胶质细胞(Oligodendrocyte)是一种神经胶质细胞,可分泌髓磷脂,形成保护轴突的髓鞘(Myelin sheath)结构
(图片来源:Nature )
少突胶质细胞在神经元末梢周围产生的髓鞘,富含脂肪和蛋白质,可以将神经元轴突包裹起来,简单来说类似于“大脑导线上的塑料涂层”,就像电线的绝缘护套一样,可以避免相邻轴突之间产生干扰,并保证内部神经元之间的信息传输更加通畅。
「返老还童」的新鲜血液
Fgf17 的发现似乎有望成为“重返18岁”的灵丹妙药,然而在过去的十几年间,科学家们还进行过其他一系列类似的“神奇研究”。
2005 年,斯坦福大学的 Thomas Rando 教授在 Nature上发表了一项异种同生(parabiosis)的小鼠实验结果,发现大部分与年轻小鼠交换血液的老年老鼠都变年轻了。这一发现,惊动了当时整个再生和老年医学界。
2013年,哈佛大学的 Amy Wagers 教授也做了相似的实验,他们将一只仅两个月大的小鼠和一只患有心肌肥大的23个月龄的老年小鼠通过血管吻合连接在一起,共享血液循环。4周后,老年小鼠的心肌肥大得到了改善,并且心肌细胞的体积也减小了。
而在2016年,加利福尼亚州某生物制药公司进行了一项更为“大胆”的研究。他们把从健康的 18 岁人类参与者身上采集的血液样本,注射到12 个月(小鼠的中年晚期,相当于人类 50 岁左右)的小鼠体内,并以每周两次的频率注射三周。结果发现,新的血液使年老的小鼠再次“恢复了活力” 。接受输血的小鼠不仅能像年轻小鼠一样畅快活跃地奔跑,而且在之后的一项考验空间学习能力和记忆力的迷宫测试里,也能表现得与年轻小鼠一样出色。
这些研究似乎就像我们在武侠小说中看到的那样神奇,绝世高手秘密修炼的“返老还童”之术或许并非“无稽之谈”。
提供以年轻供体血液输注作为“抗衰老”疗法的诊所如雨后春笋般涌现,使得美国食品药品监督管理局(FDA)不得不向消费者发出警告
(图片来源:FDA官网)
「重拾回忆」的移植芯片
如果说输注脑脊液是对抗记忆流失的“长期治疗”,那么把丢失的记忆“复原回来”就是最直接的“特效药”了。
就像电脑通过特定的指令或算法完成运算一样,人脑针对每个特定的情绪、行为都有独立的公式进行电信号换算、存储。如果能找到这一个个公式,我们或许就能破解人类记忆的“摩斯电码”。
美国南加州大学生物医学工程师、神经学家 Theodore Berger 经过20多年的研究,设计出了一种芯片,可以模拟受损的神经细胞正常工作时的信号处理过程,让那些失忆病患重新回想起失去的记忆。
这些芯片植入物能被能被植入大脑,从而恢复大脑制造长期记忆的能力。早在2012年秋天发表的一项令人印象深刻的实验中,Theodore Berger 的团队就曾证明了他们可以帮助猴子从大脑的一个储存记忆的部分检索出长期记忆。
“移植记忆(Memory Implants)”入选为《麻省理工科技评论》2013年“全球十大突破性技术”
(图片来源:MIT Technology Review)
“移植记忆”这项技术为人类未来希望通过植入芯片、假体的方式改善或控制行为提供了基础和可能。
「未来可期」的抗衰老药
除了记忆力的衰退,随着年龄的增长,我们的身体里还会积累衰老细胞。这些衰老细胞会导致轻微的炎症,抑制正常的细胞修复机制,并且置邻近细胞于有害环境之中。
自2015年 James L. Kirkland 博士首次提出抗衰老类药物——Senolytics 这一概念之后,Senolytics 以及许多其他针对衰老疾病的新治疗手段正在不断进行人体测试。
2019年1月4日,来自美国的一个科学家小组在《柳叶刀》子刊 EbioMedicine 上首次发表了用抗衰老类药物治疗人类一种与年龄相关的致命疾病的结果。在这项首个人体试验中,科学家们招募了14名被诊断为患有稳定、轻度至中度特发性肺纤维化(IPF)的老年人。每位参与者服用两种 Senolytics类药物:达沙替尼和槲皮素,每周连续口服3天,连续3周。
试验结果显示,接受“达沙替尼+槲皮素”治疗后,患者的活动能力得到了最一致的改善:6分钟步行测试、定时坐立重复以及其它测量均显著提高。大多数患者的活动能力提高了5%以上。
同年12月,德雷塞尔大学(Drexel University)医学院的一项新研究揭示,定期在皮肤上涂抹含有免疫抑制药物雷帕霉素(rapamycin)的乳膏可以减少皮肤皱纹和下垂,改善肤色,延缓人体皮肤的衰老。
这些抗衰老药物虽然不会让你活得更长,但它们能够通过减缓或逆转衰老的基本过程,来改善容颜,以及治疗心脏病、关节炎、癌症和老年痴呆症等变老相关的特定疾病。
“抗衰老药物(Anti-aging drugs)”入选为《麻省理工科技评论》2020年“全球十大突破性技术”
(图片来源:DeepTech深科技)
当衰老偷走我们脑海里的一幅幅珍贵画面,侵蚀身体的每一寸空间的时候,人类或许才真正体会到什么是“生命的价值和意义”。
虽然衰老在所难免,“对抗衰老”的相关研究也还有很长的一段路要走,但随着生命科学技术的不断突破,至少我们对于退休后的老年生活,似乎不用再像以前那样充满担忧了。
科技创新有着移山填海、重塑现实的力量,其背后的故事也往往迷人而耐人寻味。我们梳理了由《麻省理工科技评论》发布的200项“全球十大突破性技术”,并邀请全球科技领域专家、投资人,对过往二十年的前沿科技进行深度解读和权威点评,通通整理进了《科技之巅(20周年纪念版)》。目前新书即将推出,想看到更多有趣的故事和新奇的科技吗?欢迎持续关注,我们一起见证20年来科技发展的沧海桑田,一瞥世界未来的样子。
参考资料:
1、Old Mice 'Rejuvenated' With Injections of Brain Fluid From The Young——JACINTA BOWLER
2、Scientists Have Rejuvenated Old Mice With The Blood of Human Teenagers——PETER DOCKRILL
3、脑脊液——维基百科(wikipedia)
4、寡突胶质细胞(少突胶质细胞)——维基百科(wikipedia)
5、髓磷脂——维基百科(wikipedia)
6、「年轻」的脑脊液登上Nature,作者发声:或可转化为小分子药物治疗老年痴呆症——生辉
7、大脑衰老可逆转,只需注入年轻脑脊液,“返老还童”登Nature——量子位
8、人体换血实验开始:可“返老还童”——环球网
9、抗衰老类药物——Senolytics治疗年龄相关疾病——生物帮
10、10 Breakthrough Technologies 2020——MIT Technology Review
11、10 Breakthrough Technologies 2013——MIT Technology Review
继续阅读
阅读原文