大脑抗衰老，饮食很重要！今日《自然》找到了大脑衰老的关键变化

▎药明康德内容团队编辑  

进入新的一年，意味着年龄又增长了一岁。我们无法阻止时间的流淌，但科学发现的进步可以帮助我们抵挡岁月的侵蚀，延缓老化，延长健康寿命。

新年伊始，顶尖学术期刊《自然》上线了一项有关大脑衰老的新研究，科学家们对于大脑在衰老过程中发生的变化有了新的认识，也为开发防治衰老相关脑疾病的新疗法提供了重要指导。

这项研究由艾伦研究所（Allen Institute）主导，以小鼠为模型，绘制出了一张大脑老化地图，其展示了受衰老影响最为明显的细胞类型和热点脑区。美国国立卫生研究院（NIH）研究衰老的专家Richard J. Hodes博士评论说，这张新地图可能会从根本上改变科学家思考衰老对大脑的影响方式。

在先前的工作中，研究团队已经建立了绘制小鼠大脑高分辨率转录组细胞图谱的方法，对小鼠整个大脑的细胞类型做出了全面的描述和分类。（相关阅读：《自然》重磅专题：9篇论文齐发！全面展示迄今最详细的小鼠全脑细胞图谱）

在此基础上，新研究通过单细胞RNA测序数据绘制和比较了2个月的小鼠与18个月的小鼠的脑细胞图谱，前者对应于刚成年的青年阶段，后者对应于人类的中老年阶段。研究人员重点关注了基因表达随年龄增长而发生重大变化的细胞类型，并且在包括前脑、中脑和后脑在内的16个脑区找出细胞变化最集中的区域。

▲研究方法示意图（图片来源：参考资料[1]）

对120多万个脑细胞进行高分辨率聚类后，研究人员发现，大脑中并非所有细胞类型都以同样的方式衰老。有14种细胞类型的基因表达随年龄增长发生了最为显著的变化，可以认为这些细胞对衰老过程和衰老相关的脑疾病更为敏感。而这些细胞类型大部分并非神经元，而是属于神经胶质细胞，也就是通常所认为的大脑支持细胞。

其中，基因表达对年龄最为敏感的细胞类型包括脑中的常驻免疫细胞小胶质细胞，某些类型的巨噬细胞，为神经纤维提供电绝缘层的少突胶质细胞，伸展细胞（tanycyte），上皮细胞。在免疫细胞和血管细胞中，主要表现为与免疫功能、抗原递呈、炎症和细胞运动相关的基因表达增加；在神经元、星形胶质细胞和成熟少突胶质细胞中，与神经元结构和功能相关的基因表达随年龄增长而减少。

▲基因表达变化受衰老影响最显著的细胞类型（图片来源：参考资料[1]）

更重要的是，研究发现，下丘脑可能是大脑衰老的“枢纽”。下丘脑是大脑调节内脏活动的高级中枢，其分泌的激素控制着诸如体温、心率、睡眠、进食和饮水等基本需求。

论文显示，对衰老最敏感的一些细胞类型集中在下丘脑第三脑室附近，包括伸展细胞、上皮细胞和某些核团的特定神经元，这些细胞中随年龄而发生显著活性变化的那些基因也多与进食、代谢和能量平衡、激素传递、对营养的利用有关。换句话说，新发现的“大脑衰老枢纽”，显示了饮食、营养与大脑的衰老和健康存在密切联系，可能影响到一个人随着衰老而患上脑疾病的风险。

▲荧光显示下丘脑中不同深度的伸展细胞，它们是小鼠脑中基因表达随年龄变化最显著的细胞类型之一（图片来源：参考资料[2]；Credit：Allen Institute）

有趣的是，一些研究显示，间歇性断食、热量限制或其他一些旨在改善代谢的饮食策略可以延长寿命或健康寿命，而新研究对细胞类型的分析也将衰老与代谢变化联系在了一起，为进一步开发抵抗大脑衰老的饮食策略奠定了细胞层面上的基础。

研究论文的共同通讯作者曾红葵博士指出，这项研究的重要意义是找到了大脑衰老过程中真正的关键参与者。未来，开发靶向这些特定细胞类型的工具，有望发现更多具体的饮食或药物干预措施，通过改善这些细胞的功能，最终延缓大脑衰老、防治衰老相关神经退行性疾病。