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精準醫(yī)學(xué)資訊
老年小鼠腦內(nèi)小膠質(zhì)細胞胞體較大,分支較少,分支較短。但是接受年輕小鼠骨髓移植的老年小鼠的小膠質(zhì)細胞與年輕小鼠的小膠質(zhì)細胞相似;老年小鼠的小膠質(zhì)細胞沒有這種作用。小膠質(zhì)細胞在腦健康中起著重要的作用。--Cedars-Sinai/通訊生物學(xué)供圖
2019年2月20日,來自美國加州洛杉磯西奈醫(yī)學(xué)中心,Cedars-Sinai醫(yī)學(xué)中心,理事會再生醫(yī)學(xué)研究所的Melanie M. Das等科學(xué)家在Nature子刊“ Communications Biology ”(生物學(xué)通訊,國際權(quán)威期刊)上刊發(fā)了一項題名為“Young bone marrow transplantation preserves learning and memory in old mice”的新研究,該新研究發(fā)現(xiàn),將年輕實驗小鼠的骨髓移植到老年小鼠體內(nèi),可以防止老年小鼠的認知能力下降,保持它們的記憶和學(xué)習(xí)能力。這些發(fā)現(xiàn)支持了一種新興的模型,這種模型將認知能力的下降部分歸因于血細胞的老化,血細胞是在骨髓中產(chǎn)生的。
雪松-西奈大學(xué)醫(yī)學(xué)和生物醫(yī)學(xué)科學(xué)副教授、該研究的聯(lián)合資深作者海倫·古德里奇(Helen Goodridge)博士說,“雖然先前的研究表明,從年輕小鼠身上引入血液可以逆轉(zhuǎn)老年小鼠的認知能力下降,但這是如何發(fā)生的還不是很清楚。我們的研究表明,答案之一在于年輕血細胞的特定特性。”
古德里奇說,如果進一步的研究證實了人類的類似過程,這一發(fā)現(xiàn)可能為設(shè)計治療減緩神經(jīng)退行性疾病(包括影響數(shù)百萬美國人的阿爾茨海默氏癥即老年性癡呆)的方法提供一條途徑。
在這項發(fā)表在“生物學(xué)通訊”(Communications Biology)雜志上的研究中,18個月大的實驗室小鼠接受了4個月大的小鼠或同齡小鼠的骨髓移植。6個月后,兩個移植組都進行了活動水平和學(xué)習(xí)能力以及空間和工作記憶的標(biāo)準實驗室測試。接受年輕骨髓的小鼠比接受老年骨髓的小鼠表現(xiàn)更好。他們的表現(xiàn)也優(yōu)于未接受移植的老年小鼠對照組。
突觸對大腦的表現(xiàn)至關(guān)重要。然后,研究小組檢查了小鼠大腦中與記憶相關(guān)的海馬體。年輕骨髓的受體與老年骨髓的受體相比,盡管它們的神經(jīng)元數(shù)量大致相同,但在海馬神經(jīng)元之間保留了更多的連接即突觸。
進一步的測試顯示了突觸缺失的可能原因。小膠質(zhì)細胞是大腦中的一種免疫細胞,研究人員發(fā)現(xiàn)年輕的骨髓產(chǎn)生的血細胞降低了小膠質(zhì)細胞的激活。雖然小膠質(zhì)細胞可以支持神經(jīng)元的健康,但它也可以是神經(jīng)元變得過度活躍,使得神經(jīng)元之間的突觸斷開。少了過度活躍的小膠質(zhì)細胞,神經(jīng)元同樣可以保持健康,而且保持更多的突觸。
雪松-西奈再生醫(yī)學(xué)理事會(Cedars-Sinai Board of Regenerative Medicine Institute)主任、生物醫(yī)學(xué)和醫(yī)學(xué)教授、這項新研究的聯(lián)合資深作者克萊夫·斯文森(Clive Svensen)說,“我們正在進入一個人口老齡化的時代,老年癡呆癥的發(fā)病率也會上升,這給衛(wèi)生系統(tǒng)帶來了巨大的負擔(dān)。”我們的研究表明,小鼠的認知衰退可以通過簡單地提供年輕的血細胞來顯著減少,這些血細胞作用于大腦,以減少與衰老有關(guān)的突觸的丟失。
如果在人類樣本中證實這些發(fā)現(xiàn),那么將其轉(zhuǎn)化為潛在的治療方法可能是具有挑戰(zhàn)性的,因為骨髓移植目前還不能用于這一用途。但在未來的人體研究中,斯文森正致力于通過干細胞技術(shù)為個人創(chuàng)造“個性化”的年輕造血干細胞。這些細胞可能被用來代替?zhèn)€體自身老化的血液干細胞,并幫助防止認知能力下降,也許還能預(yù)防神經(jīng)退行性疾病,如阿爾茨海默氏癥。
參考資料:
Melanie M etal. Young bone marrow transplantation preserves learning and memory in old mice. Communications Biology, 2019; 2 (1) DOI: 10.1038/s42003-019-0298-5
https://www.sciencedaily.com/releases/2019/02/190220103341.htm
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