输注年轻脑脊髓液可回复老化者的记忆力?史丹佛最新研究展现脑脊髓液的无穷潜力!

0

美国史丹佛大学医学院的研究团队近期发现若将年轻小鼠的脑脊髓液(Cerebrospinal Fluid, CSF)输注至老化小鼠中,可帮助后者回复从前的记忆力。

本研究除了指出年轻小鼠的脑脊髓液含有的“年轻因子”(youthful factors)可用于减缓老年认知能力下降的情形外,更首次展示了脑脊髓液可作为“载体”的治疗潜力,能将神经疾病的药物带入人类大脑难以触及的部位中。本研究于 5 月 11 日刊登于 Nature 期刊中。

由于这是第一个能证明脑脊髓液的输注能有效改善认知功能的研究,被认为是大脑研究的新里程碑,来自波士顿儿童医院的神经学家 Maria Lehtinen 博士更表示此实验成果提出了脑脊髓液可作为治疗许多疾病的新载体,为许多难以治疗的大脑疾病带来新福音。

脑脊髓液可能是大脑衰老的起始点,但难以实验证明

脑脊髓液为一种透明清澈的液体,由脑室内的脉络丛组织(choroid plexus)分泌,内含有微神经胶细胞,主要于脑部内颅骨与大脑皮质之间的蛛网膜下腔间、脊髓中央管内流动。脑脊髓液可为脑部提供机械性保护与支持作用,内含的营养物质也可供应脑细胞养分,并调节中枢神经系统的酸碱平衡。

每日在人体内循环的脑脊髓液约为 400 至 600 毫升,由于其会带走脑组织所产生的任何代谢物质,因此科学家与医师常透过监测内含物质以评估疾病征兆,如阿兹海默症的 β- 淀粉样蛋白(beta-amyloid )。直至近十年,科学家才开始探索脑脊髓液是否有干涉人体发育、大脑健康维持等作用。

来自史丹佛大学的神经科学家 Tony Wyss-Coray 教授早已推断大脑衰老的起因与脑脊髓液有关,不过由于脑脊髓液循环为封闭性通道,研究太过于挑战性,因此转战血液研究。2014 年 Wyss-Coray 带领其研究团队使用十分复杂且困难的方法,将年轻小鼠缝合至中年小鼠上,使两者血管融合以形成一回路,并发现中年小鼠在引入年轻血液后,其记忆力与学习能力接受到显著改善。

不过研究团队却无法利用大脑执行类似实验,因任何微小的错误都可能引血液入脑脊髓液腔中,进而污染脑脊髓液样本。因此史丹佛大学博士后学生 Tal Iram 决定采用另一种作法:先小心的采集数只年轻小鼠的脑脊髓液共约 90 毫升,将其植入老化小鼠的背部,使之在一周内缓缓流入其大脑中。

采集年轻小鼠脊髓液再将其输入老化小鼠的背部流程图。(图片来源:Nature)

老化细胞引入年轻脊髓液后,增加寡突胶质细胞生成

根据先前研究显示,当人体产生新记忆时,神经元会透过向干细胞群发送信号以生成新的寡图胶质细胞。然而随着年龄渐长,此类信号会逐渐消逝,导致寡图胶质细胞生成减少,进而导致神经元的交流变弱,严重者将产生记忆丧失等情况。

手术一星期后,研究团队发现灌流年轻脊髓液的老化小鼠的记忆力回复,且海马回中的 270 个基因也因年轻脊髓液的灌注而产生了变化,也增加了寡图胶质细胞(oligodendrocytes)的生成,其主要透过分泌髓磷脂以形成保护神经元轴突的髓鞘(myelin sheath)。

此外,Wyss-Coray 教授的研究团队在研究此类信号时,更发现纤维母细胞生长因子(fibroblast growth factor)Fgf17 诱导年轻小鼠体内的寡图胶质细胞增生的功能,且随着年龄老化而其表现会受到抑制。

然而研究团队指出,输注年轻者的脊髓液并非改善记忆力的解决之道,更实际的作法应是利用小分子药物模拟 Fgf17 的作用,才能更有效的回复记忆力,不过此药也有待更多研究开发。

延伸阅读:不用 DNA 复制也行?第 3 种细胞分裂模式“无合成分裂”登上《Nature》期刊

参考资料: 
1. https://www.nature.com/articles/s41586-022-04722-0

Share.
error: 注意: 右键复制内容已停用!