让大脑重回年轻！《自然》：帮助神经元新生，“控糖”很重要

学术经纬

2024-10-12 08:05发布于江苏药明康德旗下药明在线官方账号

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划重点

01斯坦福大学研究人员在《自然》杂志发表论文，发现参与葡萄糖转运过程的Slc2a4基因与成年人大脑神经干细胞活性抑制有关。

02敲除Slc2a4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。

03随着年龄增长，神经干细胞活性逐渐降低，导致新生神经元供应速度减慢，促进记忆、认知功能衰退。

04未来，靶向GLUT4有望成为一种潜在的认知衰退干预策略，同时低碳水饮食方式或有助于恢复衰老NSC的葡萄糖转运和吸收。

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▎药明康德内容团队编辑

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。2018年，发表于《细胞-干细胞》的一篇论文就发现，人类到79岁时海马体仍然会有新生神经元出现，这与NSC的作用密不可分。

图片来源：123RF

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，作者借助CRISPR筛选，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，作者首先从不同年龄的小鼠大脑中获取了一些NSC样本，随后他们通过CRISPR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。

为了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。

▲研究找到了影响神经元再生的基因（图片来源：参考资料[1]）

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。与同龄对照组相比，单独敲除Slc2a4基因，就足以使嗅球中新生神经元数量提升1倍多。

除此之外，作者比较了年轻与年老小鼠的各类神经细胞样本，他们发现老年个体中只有NSC会表现出GLUT4水平升高，其他细胞类型则没有什么变化，这说明NSC随年龄的活性下降与GLUT4水平密切相关。

作者指出，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，与新研究的发现一致，它们都强调了葡萄糖代谢与大脑认知有很大关系。在未来，靶向GLUT4有望成为一种潜在的认知衰退干预策略。除此之外，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，从而恢复它们的活性。

参考资料：

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