【Nature】斯坦福科学家揭示逆转认知衰退的关键是一种与炎症有关的免疫细胞

影响大脑老化、认知衰退的一个关键因素是巨噬细胞——与炎症有关的一种免疫细胞。在用药物帮助巨噬细胞补充能量后,科学家们成功地提升了老年小鼠的记忆力等认知功能。

导言:最近《自然》期刊发表了一篇来自斯坦福大学医学院的研究论文,科学家们指出,影响大脑老化、认知衰退的一个关键因素是巨噬细胞——与炎症有关的一种免疫细胞。

生物学家长期以来一直认为减少炎症可以延缓衰老过程并延缓与年龄相关的疾病的发作,例如心脏病、阿尔茨海默症、癌症、身体虚弱,甚至智力丧失。

然而,究竟是什么导致出现免疫系统的特定细胞进入炎症性过度驱动的问题,目前,尚无明确的答案。

最近《自然》期刊在线发表了一篇来自斯坦福大学医学院的研究论文,题为“Restoring metabolism of myeloid cells reverses cognitive decline in ageing”,科学家们指出,影响大脑老化、认知衰退的一个关键因素是巨噬细胞——与炎症有关的一种免疫细胞。在用药物帮助巨噬细胞补充能量后,科学家们成功地提升了老年小鼠的记忆力等认知功能。

髓样细胞是人体PGE2的主要来源,PGE2(促炎性激素前列腺素E2)是一种属于前列腺素家族的激素。PGE2在体内做许多不同的事情,有的有益,有的有害,例如炎症的发生。PGE2的作用取决于激素附着在哪些细胞以及这些细胞表面的不同受体种类中。

PGE2的一种受体类型是EP2。该受体存在于免疫细胞上,在髓样细胞上尤其丰富,与PGE2结合后,它会启动细胞内部的炎症活动。

安德里亚森(Andreasson)的团队从65岁以上的人那里选取了巨噬细胞,这是一类分布在人体组织中的髓样细胞,并将它们与35岁以下的人的巨噬细胞进行了比较。他们还研究了年轻小鼠和老年小鼠的巨噬细胞。他们观察到:较年长的小鼠和65岁以上人类的巨噬细胞不仅比年幼小鼠合成更多的PGE2,而且其表面上的EP2数量也更多。Andreasson和她的同事还证实了老年小鼠血液和大脑中PGE2水平的也显着增加。

“这是双重打击,也是一个正向反馈。”安德里亚森说。

该研究人员发现,随着PGE2结合受体EP2,这些巨噬细胞的能量代谢发现了变化:氧化磷酸化和糖酵解受到抑制,无法有效地利用葡萄糖来产生足够的能量。而长期处于能量不足的状态,让巨噬细胞既无法发挥应有的有益功能(例如监视病原体入侵,清扫死细胞碎片等),还会陷入发炎状态。

Andreasson说:“这一强大的途径推动了衰老。”

斯坦福大学的科学家通过阻止小鼠骨髓细胞表面的激素受体反应来证明这一点。他们给小鼠提供了两种实验化合物中的一种,它们会干扰动物中PGE2-EP2的结合。他们还用这些物质孵育了培养的小鼠和人类的巨噬细胞。这样做会使旧的髓样细胞像年轻的髓样细胞一样代谢葡萄糖,从而逆转了旧细胞的炎症特性。

更惊人的是,这些化合物可以逆转小鼠与年龄有关的认知能力下降。接受它们的年长小鼠在回忆和空间导航测试中的表现也与年轻的成年小鼠相同。

斯坦福大学的科学家使用的两种化合物之一即使没有穿透血脑屏障也很有效。Andreasson说,这表明,即使重置大脑外部的髓样细胞也可以对大脑内部产生深远的影响。

她指出,这两种化合物均未获准用于人类,尽管它们在小鼠中均未观察到,但它们可能具有潜在毒性。

但它们为药品制造商开发出可以缓解大脑衰老的药物提供了新思路。

参考资料:

【1】https://medicalxpress.com/news/2021-01-reveals-immune-driver-brain-aging.html

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

【3】http://med.stanford.edu/news/all-news/2021/01/study-reveals-immune-driver-of-brain-aging.html

本文转载自转化医学网


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