一种令人惊讶的新蛋白质播放器恢复了老年小鼠的记忆

好吧，大家，让我们再做一次.

如果您一直在关注长寿研究，您就会知道这个故事： 热血青年，直接注入或 注射 变成老老鼠， 恢复 多器官功能 给年轻的自己 和 延长寿命.

肌肉再生。 心脏组织恢复力量。 对学习和记忆至关重要的大脑区域会得到恢复，因此接受治疗的老年动物比同龄动物更快更好地学习和记住新环境。

虽然远离众所周知的“青春之泉”，但这种疗法已经引起了科学家和企业家的兴趣和想象力。 临床试验是 在作品中 用于阿尔茨海默病。 商业公司 正在向那些有意愿和财富的人提供实验性输注，以进行自我测试。 非常明确地说： 人类治疗数据 很少。 然而，热情正在达到 创历史新高.

撇开炒作不谈，一个核心问题仍然存在：为什么这种疗法对小鼠有效？ 是什么成分可以将幼小动物的血液变成返老还童的灵丹妙药？

本周，旧金山大学 Saul Villeda 领导的团队发现了一个令人惊讶的候选者：血小板因子 4 (PF4)。 这种蛋白质对于科学或生活来说并不陌生——小时候，当你膝盖擦伤一瘸一拐地回家时，你的身体可能会产生一堆蛋白质。 PF4 是血液系统的一部分，可密封破裂的血管并帮助受伤后血液凝结。

这项新的研究， 出版于 自然，表明这种不起眼的蛋白质远非只会一招的小马。 PF4 不仅仅是人体伤口愈合机器中的一个简单的蛋白质齿轮，它还充当大脑和免疫系统之间的大使。 年轻时，这种蛋白质“看门人”可以抑制炎症并帮助维持大脑的认知功能。

不幸的是，体内的 PF4 水平随着年龄的增长而急剧下降。 这种液滴会在大脑的“记忆中心”——海马体——中引发炎症，并阻碍神经元的交流能力。 神经网络失火。 记忆力也是如此：年老的动物很难记住新的地方或学习新的任务。

这也不全是坏消息。 在一项测试中，注射 PF4 可以部分重置人体的免疫系统，降低促进炎症的蛋白质水平，并提高老年小鼠的认知能力。

“我发现这非常令人惊讶，”维莱达告诉 奇异枢纽。 “通常我认为血小板更多的是支持者，但在这里……[它们]是认知复兴的积极驱动力。”

“治疗的可能性非常令人兴奋，” 说过 哈佛大学的长寿研究员大卫·辛克莱（David Sinclair）没有参与这项研究。

大脑、身体、血液

大脑受到称为血脑屏障的细胞壁的保护，通常可以防止大分子从血液渗入脑组织。 然而，我们的大脑不断地通过血液中较小的化学信使与身体的其他部分进行对话。

这听起来很奇怪，但血液携带着大量的化学信息，可以向大脑通报身体的状态——饥饿、炎热、压力。 反过来，这些信使还调节神经网络活动，甚至大脑中新神经元的诞生。

十多年前，Villeda 和同事发现，将年轻小鼠的循环系统与年老小鼠的循环系统连接起来，可以让啮齿类祖先的时光倒流（对年轻小鼠来说太糟糕了——它们衰老得更快）。 注射血液中的液体成分（称为血浆）对多个器官具有类似的恢复活力的作用。

这一结果促使多个团队开始寻找年轻人血液中的“神奇”成分。 有一些，每个都有难以理解的名字。 例子？  GDF11。 gpld1。 重点不是学术钓鱼之旅。 相反，它是为了找到一种控制衰老的血液因子——或者可能是多种因子的混合物。 通过靶向这些蛋白质，我们有可能减缓或逆转衰老迹象，并解决与年龄相关的疾病的负担。

钻石在粗糙

正确的。 那么为什么是血小板呢？

这取决于年轻血液的实验配方。

血浆是血液的“水样”部分，充满了可溶性蛋白质，就像糖浆中溶解的糖一样。 然而，用于所谓“年轻血液”注射的血浆制备的常用方法会在制剂中留下一些血小板。 这些微小的血细胞形状像餐盘，通常有助于止血和愈合伤口。 这一实验性的小问题引起了维莱达和其他实验室的疑问：等等，血小板是否参与了大脑功能的恢复？

在第一项测试中，研究小组将注射年轻血小板的小鼠的基因表达谱与注射盐水的年龄相似的小鼠的基因表达谱进行了比较。 治疗后大量与免疫相关的基因突然出现，表明大脑着火——神经炎症——是衰老的标志。

接下来，他们在一个月的时间里将年轻的血小板注射到老年小鼠体内。 注射以多种方式降低海马体的神经炎症。 大脑的免疫细胞（称为小胶质细胞）通常会促进衰老大脑的炎症，但现在却变得冷淡了。 炎症蛋白水平下降。

意想不到的英雄

伟大的。 但血小板含有多种蛋白质。 有脱颖而出的吗？ 或者多个玩家齐心协力扭转时间的破坏？

通过一系列生化研究，该团队最终将注意力集中在 PF4 上。 血小板因子似乎是对抗衰老的完美战士：它的水平在年轻动物中很高，但在老年动物中迅速下降——在小鼠和人类的组织中都是如此。

将实验室制造的 PF4 注射到老年小鼠体内，重现了使用年轻血小板的早期结果。 海马体的神经炎症消失了。 小胶质细胞变得冷淡，其内部促炎基因调低。

令人惊讶的是，与接受血小板治疗的老年小鼠类似，PF4 也使人体的免疫系统（例如免疫 T 细胞）恢复到更年轻的状态。 这些变化只出现在年长的小鼠身上，而接受相同 PF4 注射的年轻小鼠继续快乐地生活，但它们的大脑炎症状态没有变化。

“我认为身体和大脑的炎症是衰老的主要驱动因素。 这似乎确实是一个连接衰老和神经退行性疾病的过程，我认为我们的重点将越来越多地转向针对免疫系统，以挽救衰老和疾病中的认知功能，”Villeda 说。

PF4 不仅能抑制衰老大脑中的免疫野火。 进一步的分析发现，注射血液因子会引发一系列分子过程，帮助神经元相互连接和交流，这通常被认为是记忆和认知的基础。

然后是最终的验证：注射人类 PF4 的老年小鼠在两项不同的记忆和导航测试中比同龄小鼠表现更好，这两项测试都会对海马体造成很大的负担。

远处的幽灵行动

衰老是一个复杂的过程，PF4 只是这个难题的一部分。

但也许是很大一部分。 加州大学旧金山分校的 Dena Dubal 和 David Coulter， 也瞄准了 PF4 作为 klotho 的“信使”，klotho 是一种增强衰老大脑认知能力的激素。 与此同时，昆士兰大学的塔拉·沃克 (Tara Walker) 发现 运动后 PF4 升高，可促进海马体生成新神经元，恢复老年小鼠的学习和记忆。

结果“让我措手不及”，维莱达解释道。 所有三个研究小组都发现 PF4 是多种已知抗衰老治疗方法（年轻血液、klotho 和锻炼）中的统一因素。 它指出了一种可能控制衰老多个方面的趋同机制。

Villeda 说：“令我感到非常震惊的是，多个研究小组都发现了相同的恢复活力因子，并且我真的认为，在尝试增强认知功能时，针对外周免疫系统的治疗将被证明是有希望的。”

这并不是说 PF4 是 此 对抗时间滴答作响的灵丹妙药。 衰老对每个人生理机能的挑战都略有不同。 与其他有利于青春的因素一样，PF4 可能只是在我们变白时延长健康的一部分。

“最终，我认为这将是一种组合策略，能够产生最充分的‘复兴’效果，”维莱达说。

图片来源： 桑迪米勒 / Unsplash

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• Sumber: https://singularityhub.com/2023/08/18/a-surprising-new-protein-player-restores-memory-in-old-mice/