在人类的大脑中,数十亿的神经元通过复杂的连接来传递海量信息,不同的神经元各司其职,帮助个体调节各种生理过程,控制行为,储存记忆等。大多数神经元会伴随人的一生,如果神经元因为损伤或死亡而失去了其中的连接,那么一些信息就可能丢失。
为了弥补损失的神经元,大脑内的神经干细胞(NSC)会充当后备军提供新的神经元。很长一段时间,科学家对于成年人的NSC功能存在一定争议,但近些年的研究不断证明,它们是能够在成年个体中持续发挥作用的。
不过,NSC也难以阻挡衰老的影响,它的活跃性会随着年龄增长逐渐降低,这也让新生神经元的供应速度减慢,促进了记忆、认知功能衰退。而找到能重新促进NSC活性的方法,不仅能重新提升新生神经元数量,更或许能为治疗阿尔茨海默病等神经退行性疾病带来潜在治疗手段。
近日,斯坦福大学的研究者在《自然》杂志发表论文,研究者从2万多个基因中找到了与NSC活性相关的基因,结果显示其中参与葡萄糖转运过程的Slc2a4基因与NSC活性抑制有关,而敲除该基因可以提升老年小鼠个体的新生神经元数量,恢复大脑韧性。这一发现也提示,老年个体NSC周围的葡萄糖水平过高,可能也会抑制它们的活性,变相促进认知衰退。
根据论文,研究者首先从不同年龄的小鼠大脑中获取了一些NSC样本,随后他们筛选来分析哪些基因丢失后,NSC的活性发生了变化。他们初步发现有超过300个基因缺失后,可以恢复老年NSC的活性,但这一数字仍然太大了。
为更精确地从中找到作用最明显的基因,研究者在小鼠的脑室下区分别对这些候选基因进行了敲除,过往研究曾发现该脑区中NSC起源的新生神经元会迁移到嗅球。因此,他们只需要检测各组实验小鼠嗅球中的新生神经元数量,就能判断哪个基因的影响更加显著了。
结果显示,当Slc2a4基因缺失时,能最有效地恢复老年NSC的活性,正常情况下该基因负责编码葡萄糖转运体GLUT4。
研究者指出,这些结果也与过往一些研究联系到了一起,比如有报道称糖尿病药物可以缓解年龄相关的认知衰退。未来,靶向GLUT4有望成为一种潜在的认知衰退干预策略。此外,年老个体执行低碳水的饮食方式或许也能帮助调整衰老NSC的葡萄糖转运和吸收。
(来源于“学术经纬”)