斯坦福新研究让自然衰老“逆天改命”

明敏 金磊 发自 凹非寺

非常AI | 公众号 QbitAI

“老喽，记不住喽。”

随着年龄的不断增长，不少人都会发出这样的感叹——记忆力逐渐下降。

那么是否存在一种方法，可以让这种自然现象“逆天改命”呢？

Nature说：有的。

斯坦福大学在Nature最新发表的一项研究发现：

将年轻小鼠的脑脊液（CSF）注射到老年小鼠的大脑中，它的记忆力居然提升了！

具体来说，40%的老年小鼠在植入“小鲜肉”们的脑脊液几周后，还能回想起之前体验过的应激实验。

相比之下的对照组，那一波老年小鼠的这个数据仅为18%。

（这过程，颇有一种“吸星大法”的感觉了）

研究人员认为，这种直接灌注年轻脑脊液的方法，能提高老年小鼠神经元的传导性，从而改善记忆的形成和回忆过程。

对此，波士顿儿童医院专家、哈佛医学院神经病学家Maria Lehtinen表示：

这是第一个证明注射脑脊液能真正改善认知功能的研究，所以这项研究是一个里程碑。

它所开辟的新方向令人非常兴奋，我们可以将脑脊液作为一种治疗方法来应对各种疾病。

也有网友认为，这将是“阿兹海默症的希望”。

“吸”年轻的脑脊液，大脑“返老还童”

不难看出，在斯坦福这次的研究中，脑脊液是佩戴主角光环的关键点。

它是一种无色透明的液体，主要存在于我们的脑室和蛛网膜下腔：

脑脊液包围并支持着整个脑及脊髓，对外伤起一定的保护作用；还起着身体其它部位淋巴液所起的作用——清除代谢产物及炎性渗出物。

研究人员就是基于此，展开了让衰老大脑“返老还童”的实验。

首先登场的是“老年团”——18只20个月大的小鼠。

团队先给每一个“老年团”成员的脚上来3次轻微的电击，电击的同时还会伴随几次闪光和声音。

这样做的目的，是让它们能够形成一段特殊的记忆，也就是电击的痛觉和外界刺激（闪光、声音）建立联系。

然后登场的是“小鲜肉团”——年仅10周大的小鼠。

研究人员将“小鲜肉”们麻醉过后，从它们的大脑中提取脑脊液，一次大约10微升，这个容量大概是一滴血的十分之一。

当团队收集够了大约90微升的脑脊液后，便把它们放到一个特定的容器中，并且植入到8只“老年团”小鼠的后背。

容器中“小鲜肉”的脑脊液，会在7天时间里，会通过一个小管慢慢进入到“老年团”小鼠的大脑中。

而另外10只“老年团”小鼠作为对照组，则是在相同实验条件下，注入人工脑脊液。

接下来，就是见证奇迹的时刻。

再过了12天（距接受刺激记忆三周）之后，研究人员让“老年团”再次去面对外部刺激。

也就是当时电击时所伴随的闪光和声音，以此来观察它们是否会想起那段“痛的记忆”。

结果显示，近40%“吸”了年轻脑脊液的老年小鼠，在受到外部刺激时会出现恐惧等应激反应。

与之相反的是，在注入人工脑脊液的老年小鼠中，仅有18%会产生“痛的记忆”。

因此，研究人员认为，年轻的脑脊液会可以恢复一些衰老大脑的能力。

正如这项研究的合著者、斯坦福大学的神经学家Tony Wyss-Coray所说：

这项研究更广泛的含义是，衰老的大脑仍然是可塑的，并且有办法改善它们的功能。

为什么会这样？

为了探寻为什么年轻脑脊液会影响记忆力，研究人员对老年小鼠的海马体进行了分析。

结果发现，在注射年轻脑脊液6天后，老年小鼠海马体中的少突胶质细胞 （Oligodendrocyte）基因表达明显增加。

少突胶质细胞是一种会在神经元末梢产生髓鞘的细胞。

产生的髓鞘富含脂肪和蛋白质，可以将神经元轴突包裹起来

简单来说，它可以类比为电线外部的绝缘层。

作用也与之相似，主要是为了保证内部神经元之间的信息传输更加通畅。

更进一步来看，少突胶质前体细胞的增殖与少突胶质细胞前体细胞 （OPC）有关。

研究人员发现，注入年轻脑脊液后，老年小鼠海马体中的少突胶质前体细胞增加了1倍多。

在细胞增多3周后，髓鞘也随之增加。

这表明，年轻脑脊液是通过调节少突胶质细胞来改善老年小鼠记忆力的。

△OPC定量分析及实验图片（f中箭头所指为增殖的OPC）

（YM-CSF代表注入年轻脑脊液组，aCSF为对照）

为了明确背后机制，团队进一步研究了被年轻小鼠脑脊液激活的信号转导通路。

结果表明，在注入年轻脑脊液后，基因表达中增量最明显的是血清应答因子（SRF），它编码一种启动细胞增殖和分化的转录因子。

通过在培养皿中将年轻脑脊液注入到OPC中，研究人员发现6小时后，SRF表达恢复到基线水平，与细胞周期和增殖相关的下游靶点发生上调。

由此，实验证明年轻脑脊液激活了老年小鼠体内的SRF通道。

与此同时，研究人员还发现，成纤维细胞生长因子FGF17是SRF信号转导的候选因子。

在向普通老年小鼠脑脊液中加入FGF17后，发现它能诱导OPC增殖，小鼠的记忆也会有所改善。

并且在用年轻脑脊液处理过的OPC中，加入FGF17的抑制剂时，OPC增殖也会受到影响。

以上多种实验均指出，FGF17是在衰老的大脑中恢复少突胶质细胞功能的关键靶点。

波士顿儿童医院的专家Miriam Zawadzki和Maria K. Lehtinen在《Nature》发文点评了这项研究。

他们表示，这项研究对在脑脊液中加入药物治疗疾病有所启发，尤其是治疗衰老引起的疾病。

为让大脑“重返青春”，科学家们脑洞大开

此项研究由Wyss-Coray教授领衔。

他是斯坦福大学神经科学方面的专家，1992年博士毕业于瑞士伯尼尔大学免疫学。

他领导实验室的研究方向主要有大脑老化、神经退化，重点关注与年龄相关的认知能力下降、阿尔兹海默症问题。

此前，他们曾发现将年轻小鼠的血液输送给老年小鼠后，后者的大脑会恢复活力，这项研究曾登上《Nature Medicine》。

并找到了其中发挥关键作用的蛋白VCAM1，如果阻断VCAM1的表达，就能让老年小鼠的学习记忆能力有所恢复。

后面，Wyss-Coray教授还进一步发现，人类脐带血也能让老年小鼠的大脑“重返青春”。

当然，除了Wyss-Coray教授团队，全球还有不少科学家都在让大脑“重返青春”这件事儿上，脑洞大开。

去年，《Nature Aging》上一篇研究表明，移植粪便里的菌群，也能让衰老大脑逆转。

来自艾尔兰科克大学的研究人员表示，通过把年轻小鼠粪便中滤出的微生物，饲管喂给老年小鼠后，老年小鼠随衰老而出现的一些免疫变化发生了逆转。

这些变化包括外周血液中免疫细胞的增多，以及海马体中的小胶质细胞回到了年轻时的形态。

另一边，波士顿大学的科学家则招募了年轻人、老年人各42名进行试验。

他们发现，短暂的脑部电刺激或可逆转老年人大脑中由衰老造成的一部分影响。

One More Thing

值得一提的是，Wyss-Coray教授的相关研究，启发了此前备受争议的人类换血试验。

也就是那场著名的“硅谷富豪换血”。

2016年，由美国公司Ambrosia主导，全世界首个利用年轻人的血液“治疗”衰老的临床试验开展。

Ambrosia联合创始人Karmazin表示，他正是被Wyss-Coray教授的研究所启发，才发起了这项临床试验。

据报道，当时这项研究共招募了600名35岁以上的志愿者，研究人员将在2天内给每名志愿者输入1.5升健康年轻人的血液。

前来参加试验的志愿者，每人还需支付高达8000美元的相关费用……显然是富人的游戏了。

当时爆料美国著名企业家与风险资本家、PayPal联合创始人彼得·蒂尔（Peter Thiel）对此事表现出极大的兴趣。

……

不过话说回来，这类“返老还童”的研究的确在推进过程中，的确更容易引发伦理方面的讨论。

对此，你怎么看呢？

论文地址：
https://www.nature.com/articles/s41586-022-04722-0

参考链接：
[1]https://www.nature.com/articles/d41586-022-01282-1
[2]https://www.statnews.com/2022/05/11/transfusion-of-young-cerebrospinal-fluid-is-memory-elevating-elixir/
[3]https://baike.baidu.com/item/%E8%84%91%E8%84%8A%E6%B6%B2/1184536
[4]https://www.youtube.com/watch?v=7B1w6lDw-yM