大腦中細(xì)胞的多樣性和復(fù)雜組織往往會(huì)阻礙科學(xué)家們對(duì)于其細(xì)胞和分子架構(gòu)中年齡相關(guān)改變的系統(tǒng)性特征的描述，這就會(huì)限制科學(xué)家們理解機(jī)體衰老期間大腦功能性下降背后的分子機(jī)制。

近日，一篇發(fā)表在國(guó)際雜志Cell上題為“Molecular and spatial signatures of mouse brain aging at single-cell resolution”的研究報(bào)告中，來(lái)自哈佛大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過(guò)研究深入揭示了機(jī)體衰老機(jī)體炎癥和所經(jīng)歷的認(rèn)知損傷之間的關(guān)聯(lián)，同時(shí)他們還提出了一種可能性，即其或許是一種細(xì)胞連鎖反應(yīng)的結(jié)果。

研究者Xiaowei Zhuang表示，理解機(jī)體衰老是生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域科學(xué)家們的一個(gè)重要目標(biāo)之一，同時(shí)這也是一個(gè)非常有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題，原因之一在于大腦非常復(fù)雜，其包含了異常高的細(xì)胞多樣性，以及多種不同類型的神經(jīng)元和非神經(jīng)元細(xì)胞所形成的復(fù)雜互作網(wǎng)絡(luò)。為了研究諸如這樣一種復(fù)雜的系統(tǒng)，研究人員利用名為MERFISH的成像方法進(jìn)行研究，MERFISH，即多重錯(cuò)誤強(qiáng)大的熒光原位雜交方法（Multiplexed Error Robust Fluorescence In Situ Hybridization），其能同時(shí)測(cè)定成千上萬(wàn)種RNA或成千上萬(wàn)個(gè)基因，而且還能揭示其之間的空間關(guān)系。

研究者表示，MERFISH方法能幫助科學(xué)家們產(chǎn)生基因表達(dá)圖譜，并查看鄰近的關(guān)系；在該方法的幫助下，研究人員不僅能夠觀察不同年齡個(gè)體機(jī)體中的基因表達(dá)改變，還能觀察特定基因表達(dá)的改變，這或許與空間關(guān)系有關(guān)。將這種大局策略應(yīng)用于小鼠的大腦，研究人員就識(shí)別出了神經(jīng)元細(xì)胞和非神經(jīng)元細(xì)胞是如何在機(jī)體衰老過(guò)程中發(fā)生改變的，尤其是本文研究還表明，

衰老和炎癥會(huì)以一種相似和不同的方式，以及以一種空間依賴性的方式影響細(xì)胞中基因的表達(dá)方式。

圖片來(lái)源：Cell (2022). DOI:10.1016/j.cell.2022.12.010

如今研究人員假設(shè)，大腦衰老過(guò)程的一部分或與機(jī)體炎癥相關(guān)，而研究者將MERFISH技術(shù)與單細(xì)胞RNA測(cè)序技術(shù)相結(jié)合，來(lái)讓科學(xué)家們能夠非常具體且高粒度地觀察機(jī)體的衰老過(guò)程。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，諸如小膠質(zhì)細(xì)胞和免疫細(xì)胞等非神經(jīng)元細(xì)胞似乎要比神經(jīng)元細(xì)胞經(jīng)歷更明顯和深遠(yuǎn)的改變，而且這些變化在大腦中似乎并不是同一發(fā)生的；研究者注意到，大腦皮質(zhì)下白質(zhì)要比灰質(zhì)更能表現(xiàn)出明顯的改變，尤其是在非神經(jīng)元少突膠質(zhì)細(xì)胞、星形膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞中等；由于這些不同的細(xì)胞通過(guò)在軸突周圍產(chǎn)生髓鞘來(lái)確保整個(gè)大腦的有效電脈沖，以及為神經(jīng)元提供代謝支持，并調(diào)節(jié)突觸功能和提供免疫監(jiān)視，這些變化或許會(huì)對(duì)神經(jīng)回路的功能產(chǎn)生直接的影響。

研究者Dulac說(shuō)道，如果少突膠質(zhì)細(xì)胞并不健康，其就會(huì)開(kāi)始脫髓鞘，這就可能會(huì)啟動(dòng)一種影響神經(jīng)元和非神經(jīng)元細(xì)胞的連鎖反應(yīng)，基本上也會(huì)干擾整個(gè)大腦的許多功能。這一點(diǎn)非常引人注目，因?yàn)樽罱K，機(jī)體衰老會(huì)與認(rèn)知功能損傷直接相關(guān)，而認(rèn)知功能的損傷直接與神經(jīng)元功能有關(guān)。但如果很多改變?cè)诜巧窠?jīng)元細(xì)胞中發(fā)生的話，研究人員或許就能識(shí)別出一種多步驟過(guò)程，其中炎癥主要會(huì)影響非神經(jīng)元細(xì)胞，這反過(guò)來(lái)就會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)元功能的損傷。

打破這一過(guò)程，即使不能停止的話，可能也會(huì)產(chǎn)生一定的影響。如果有辦法通過(guò)生活方式（比如通過(guò)飲食、鍛煉或其它過(guò)程）來(lái)實(shí)際減少與機(jī)體衰老相關(guān)的炎性過(guò)程的話，那么大腦衰老及其相關(guān)的損傷或許也會(huì)隨之減少。目前，這些研究發(fā)現(xiàn)為后期科學(xué)家們進(jìn)行相關(guān)研究提供了一張路線圖，而諸如MERFISH等技術(shù)就能使得這些研究成為可能。研究者指出，能對(duì)完整組織中所有不同類型的細(xì)胞和較多基因進(jìn)行全面分析，就能提供非常豐富的信息資源，從而就能為未來(lái)研究提出更多新的假設(shè)。

綜上，本文研究提供了機(jī)體年齡相關(guān)的功能衰退和大腦炎癥之間關(guān)聯(lián)的重要線索和見(jiàn)解。

原始出處：William E. Allen，Timothy R. Blosser，Zuri A. Sullivan, et al. Molecular and spatial signatures of mouse brain aging at single-cell resolution, Cell (2022). DOI:10.1016/j.cell.2022.12.010

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網(wǎng)址: Cell：揭示機(jī)體炎癥和大腦認(rèn)知功能損傷之間的神秘關(guān)聯(lián) http://m.u1s5d6.cn/newsview488028.html