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让大脑重返年轻!重启巨噬细胞代谢,可缓解老年个体认知衰退

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生物世界 2021-01-22 12:34
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撰文 | nagashi

延年益寿是大多数人的追求,令人遗憾的的是,肉体的腐朽限制灵魂的永生。对于自然生命来说,衰老似乎是不可避免的,这是一种系统性的磨损退化过程,直到系统无法再被修复而趋于崩溃,生命就会迎来最终的结局——“死亡”。

不仅如此,在当下,随着人类的平均寿命在不断增长,人群中阿尔兹海默症,即俗称的老年痴呆症患者的比例也越来越大。因此,如何缓解与年龄相关的认知功能衰退是一项十分重要的研究。

进入21世纪以来,随着生命科学的发展,人类对衰老的认知愈加深刻,越来越多的研究证据表明衰老是可以逆转的,认知能力也是如此

2021年1月21日,美国斯坦福大学医学院神经病学和神经科学系的研究人员在 Nature 杂志上发表题为:Restoring metabolism of myeloid cells reverses cognitive decline in ageing(恢复髓系细胞的新陈代谢可以逆转衰老过程中认知能力的下降)的研究论文。

这项研究表明,巨噬细胞在衰老过程中会关闭主要的代谢通路,一种能减轻炎症、增强巨噬细胞新陈代谢的药物可以逆转小鼠的认知功能衰退。与此同时,该研究还提出了导致年龄相关性认知功能衰退的一些关键变化,并指出这种症状可能不是永久性的

衰老的特征是持续的促炎症反应的发展,这将导致动脉粥样硬化、代谢综合征、神经变性以及认知衰退等等。随着年龄的增长,认知能力下降和阿尔茨海默病的发病率将越来越高,衰老的大脑也更容易受到某些信号分子的影响。

从系统的角度来看,循环系统中的促炎因子可以促进认知能力的下降,在大脑中,小胶质细胞将表现为失去清除与神经变性相关的错误折叠蛋白的能力。然而,在此之前,启动和维持老化不良信号的潜在机制还没有很好地定义。

在此项研究中,Katrin Andreasson教授领导的研究团队发现,在衰老小鼠模型中,脂质信使——前列腺素E2(PGE2)——一种主要的炎症调节因子,其信号传递的增加将导致髓系细胞的新陈代谢被抑制。

抑制EP2受体可防止老年小鼠的认知衰退

进一步的研究表明,在衰老的巨噬细胞和小胶质细胞中,前列腺素E2(PGE2)通过其EP2受体向机体发出信号,促进葡萄糖转化为糖原,并减少葡萄糖的流动和线粒体呼吸——这将导致能量供应不足,进而驱动了不适应的促炎症反应。

更重要的是,由于衰老的巨噬细胞更依赖葡萄糖作为主要燃料来源,导致老年个体的促炎症反应更为强烈。

EP2受体导向的糖原合成调节巨噬细胞的能量代谢和免疫反应

与此同时,研究人员在老年小鼠中抑制其巨噬细胞的EP2信号通路成功恢复了这些细胞的新陈代谢,由此缓解了老年小鼠全身和大脑的炎症状态。并且,这些老年小鼠的海马突触可塑性和空间记忆均得到改善

这些现象表明,阻断外周巨噬细胞的EP2信号通路足以恢复老年小鼠的认知能力,实现衰老的逆转

EP2阻断可逆转年龄相关的炎症和空间记忆丧失

因此,抑制EP2依赖的巨噬细胞代谢变化将代表一种治疗衰老障碍的新方法,这比使用靶向COX-2和COX-1并抑制有益和有毒前列腺素信号通路的非甾体抗炎药物具有更强的特异性。

总而言之,这项研究表明,认知能力衰退并不是一个不可逆转的状态,至少现在的迹象显示我们可以通过重新启动巨噬细胞的葡萄糖代谢来逆转衰老,减少炎症发生并恢复年轻的免疫功能,从而改善老年个体的认知能力!

论文链接:

https://www.nature.com/articles/s41586-020-03160-0

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