返老还童术不再遥远:老年鼠被注入婴儿脐带血浆后变聪明

澎湃新闻记者 王盈颖 虞涵棋

2017-04-20 22:15 来源:澎湃新闻

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从古时的“仙丹”到如今形形色色的抗老科技,逆转衰老是人类无法浇灭的野心。一种看起来疯狂的构想是,把年轻者的血液输入到年老者体内可以抗衰老。尽管至今,科学家们还没有在人体上证实这一设想,但随着在小鼠上的研究不断传来喜讯,这种疯狂的想法或许确有可取之处。
英国当地时间4月19日,国际期刊《自然》在线发表了一篇关于小鼠“返老还童”实验的学术论文。来自美国斯坦福大学的神经学教授托尼·韦斯-克雷(Tony Wyss-Coray)及其同事发现,将婴儿脐带血的血浆注入到老年鼠体内后,老年鼠大脑的海马体(主要负责记忆和学习)会变得活跃,表现出同龄小鼠所没有的学习能力和记忆能力。换而言之,老年鼠的某些衰老症状得到逆转。
此外,他们还找到了让老年鼠“返老还童”的秘密——婴儿脐带血浆含有大量名为TIMP2(Tissue Metallopeptidase inhibitor 2,基质金属蛋白酶组织抑制剂2)的蛋白质。
这也是科学家第一次证明,年轻人类的血浆可以逆转老年鼠的衰老症状。此前,科学家大多沿用“异种共生”的实验方式,也就是把年轻的小鼠和年迈的小鼠通过血管缝合在一起,共用一个循环系统,来测试换血是不是能抗衰老。
蛋白质TIMP2让老年鼠学会更快地找到迷宫出口
韦斯-克雷团队在2014年曾发现,幼年小鼠的血浆可以提高年迈小鼠的记忆和学习能力。这次,他们将目光投向了人类的血浆。
类比成人类的寿命的话,研究人员选择的实验小鼠已经50岁左右,这时候的它们记忆力很糟糕,总是在用来测试小鼠空间学习和记忆力情况的巴恩斯迷宫中表现不佳。
研究人员搜集了分别来自婴儿、22岁左右青年人、66岁左右老年人的血液,将不含血细胞的血浆注射到老年鼠的静脉。这些老年鼠都有免疫缺陷,不会对注入的人类血浆产生排斥反应。
结果发现,3组不同血浆的表现力不同,婴儿脐带血的血浆让老年鼠的学习和记忆能力显著改善。比如,它们能更好地进行自我导航,用更短的时间找到迷宫出口,还会习得电击带来的“恐怖记忆”并适应电击,而这些是原先的老年鼠所无法做到的。解剖学的结果也提供了有利的证据,老年鼠大脑海马体变得更为活跃。
而青年人的血浆注入后表现一般,老年人的血浆更是没有在老年鼠身上泛起“涟漪”。这表明,随着年龄的增长,血浆中某种抗衰老的物质在减少。
这种物质到底是什么呢?研究人员开启了筛选之路,他们将在婴儿血浆中找到的66种蛋白质一一和老年人血浆相比对,还对照此前科学家在“异种同生”实验中确认过功效的蛋白质。随后,他们筛选出一份“候选者”名单,并一次一种注入到老年鼠体内,对小鼠进行记忆测试。
只有一位“候选者”脱颖而出,改善了老年鼠的记忆力,它叫TIMP2,一种可以用来维持细胞和组织结构的蛋白质。对老年鼠颇有成效的婴儿脐带血浆正含有大量的蛋白TIMP2,而人类血浆中的蛋白TIMP2会随着年龄增长而减少。此前,科学家们未曾将它和记忆、学习关联起来。
这到底是不是关键“配方”呢?研究人员进行了控制对照实验,加以确认。
在一组实验中,研究人员将TIMP2单独注射到老年鼠体内。结果发现,小鼠的海马体变得更活跃,在迷宫中也表现更佳。有趣的是,小鼠的筑巢能力也失而复得,要知道这是只有年轻小鼠才有的技能,随着年长就开始退化。
在对照组中,研究人员给老年鼠注入剔除了TIMP2的婴儿血浆。结果发现,这组小鼠在学习和记忆能力上没有显著改善。这佐证了TIMP2是促成返老还童的“功臣”。
具体机制仍是一个黑箱,或有潜力治疗阿尔茨海默病
虽然改善了某些衰老症状,研究人员指出,TIMP2并没有使得那些随着衰老而凋亡的大脑细胞死而复生。那么,TIMP2是如何提高老年鼠的认知功能的?韦斯-克雷团队对这一机制尚不清楚。
但科学家有一些猜想。韦斯-克雷怀疑,TIMP2可能扮演着“主控调节者”的角色,类似于管家,会控制那些影响细胞和血管生长的基因。他认为正是因为如此,所以提高TIMP2的含量,会影响多种生物信号传递,改变老年鼠的学习和记忆能力。
而未参与该项实验的以色列魏茨曼科学研究所神经免疫学家米甲·施瓦兹(Michal Schwartz)对《自然》杂志表示,她猜测TIMP2可能改变了小鼠的免疫系统或新陈代谢,从而间接改善了大脑。
这个观点得到了哈佛大学干细胞学家李·鲁宾(Lee Rubin)的认同,他在3年前曾做过另一种蛋白质的类似实验,发现因为血脑屏障的存在,注入的蛋白质无法进入小鼠大脑,因而怀疑注入的蛋白质只能通过其他贯穿全身的系统来奏效。
“这有点像黑箱实验,因为他们不知道这是怎么发生的。最乐观的观点是,它有转化为一种治疗方法的潜力。”美国肯塔基大学神经科学家菲利普·兰菲尔德(Philip Landfield)对《自然》杂志表示。“黑箱”指的是内部构造和机理不能直接观察的事物或系统。
此前,科学家们已知的是,TIMP2可以抑制间质金属蛋白酶,而后者被认为和阿尔茨海默病(别称:老年性痴呆)有关。
研究人员认为,TIMP2在治疗因衰老引起的认知衰退、阿尔茨海默病上具有潜力。但考虑到脐带血数量有限,若TIMP2真发展为治疗方法,科学家会考虑人工合成TIMP2。
值得一提的是,目前,全球有数个团队围绕着脐带血抗衰老展开试验。据《自然》杂志报道,在韩国一家医院,临床试验正在开展,研究人员为55岁及以上的健康人注射脐带血,以测试脐带血是不是真的能抗衰老,并预计在今年8月完成数据搜集。
同时,韦斯-克雷团队最近已经完成一项试验,将青年人的血浆注射给年老的阿尔茨海默病人,测试是不是有治疗效果。但相关结果还没有发表。
对于前沿基础研究而言,即使是最乐观的结果,在厘清机制之前,离真正的应用还有相当长的路要走。
澎湃新闻报料:4009-20-4009   澎湃新闻,未经授权不得转载
关键词 >> 小鼠,抗衰老,返老还童,海马体,脐带血浆,记忆,澎湃,澎湃新闻

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