为了推动延缓衰老的发现,新的合作将探索大脑是如何衰老的

西蒙斯可塑性与衰老大脑合作项目(SCPAB)旨在了解大脑在正常衰老过程中发生的变化,这些变化导致记忆力下降和其他与年龄相关的认知能力下降。

随着年龄的增长,记忆力和其他认知功能开始衰退,即使在阿尔茨海默病和其他类型的痴呆症之外也是如此。由西蒙斯基金会(Simons Foundation)资助必威注册网站的一项新研究将寻找这些变化背后的分子机制,并研究这些变化是否可以减缓或逆转。SCPAB承诺在五年内提供4200万美元。

“人们认为认知老化是不可避免的,”他说科琳对墨菲他是SCPAB的主任,也是普林斯顿大学的科学家。“我们想问——这一定会发生吗?”

大多数关于大脑衰老的研究都集中在与阿尔茨海默病和其他神经系统疾病有关的变化上。“正常大脑的衰老就像一种孤儿病——美国国立卫生研究院或行业对此投入的资金很少,”他说杰拉尔德·菲施巴赫他是西蒙斯基金会的杰出科学家和研究员,是他发起和发展了这个项目。必威注册网站“然而,这是一个巨大的公共卫生问题。”

在美国,65岁及以上的人口预计到2050年将达到近8400万,几乎是2012年的两倍。这一群体中大约10%的人会患上阿尔茨海默病。但另外90%的人也会在记忆、注意力、处理速度和其他认知功能方面出现显著下降。

我们知道,随着年龄的增长,可塑性——大脑重新连接的能力——会下降,血液流动和新脑细胞的诞生也会下降。这些变化可能会导致记忆力恶化和其他伴随正常衰老的问题。但科学家们还不知道这些变化背后的分子机制,也不知道它们是否可以被修改。合作的中心目标将是描述典型衰老过程中发生的分子和细胞变化,并确定调节这些过程的基因。这将建立一个基线,研究人员可以用它来测试潜在的干预措施。

跨物种老化

研究人员将研究一系列物种的衰老,从寿命较短的蠕虫和鱼类到寿命较长的啮齿动物、非人类灵长类动物和人类。这些生物具有一些相同的基本神经成分,并随着年龄的增长表现出类似的变化。例如,一种名为CREB的蛋白质对可塑性和长期记忆至关重要,它会随着年龄的增长而衰退,从蠕虫到人类,许多物种都存在这种蛋白质。

墨菲说:“从不同的角度和不同的生物体来解决这个问题,将以一种前所未有的方式触及衰老大脑的核心。”“我们想了解所有这些生物大脑中随着年龄增长而发生的分子变化——哪些变化在不同物种中是保守的,哪些是独特的。”

科学家们将比较模式生物和人类的研究结果,以找到最有希望减缓与年龄相关的认知衰退的分子靶点。例如,研究人员可以确定蠕虫中表达随年龄变化的基因是否具有与人类大脑衰老相关的遗传变异。然后,他们可以检查修改蠕虫、鱼类或小鼠的这种基因是否会减少认知能力的下降。短命动物提供了一个机会,可以快速检验哪些分子机制对认知衰老至关重要,以及它们是否可以被修改。

SCPAB将有助于联合神经科学和长寿研究两个领域,这两个领域在疾病研究之外传统上没有太多互动。墨菲说,大多数实验室要么关注衰老,要么关注大脑发育和疾病。她说:“我认为人们认为调节全身衰老的机制是相同的,但在大脑中起作用的机制可能完全不同。”“假设是,如果你减缓衰老,你也会减缓大脑衰老,但我们不知道这是否正确。”

血、性和睡眠

第一轮资金将支持21名研究人员从事6个项目,探索大脑衰老的不同方面,包括影响大脑的血源性因素,与年龄相关的睡眠变化,以及性别之间的衰老差异。例如,之前对啮齿动物的研究表明,年轻动物的血液可以增强老年动物的大脑功能,恢复可塑性,促进新血细胞的诞生。研究人员已经在血液中发现了几种可以引发这些恢复活力效果的因素,每种因素来自不同的组织,通过不同的机制起作用。研究小组目前正在探索这些因素——有些直接作用于大脑,有些作用于大脑之外——是如何影响脑组织、脑功能和血液流动的,以及调节哪些化学物质可以进入大脑的血脑屏障的功能是如何随着年龄而变化的。

男性和女性年龄的差异也可能提供新的见解。在世界范围内,女性的寿命比男性长,而且在许多人群中,随着时间的推移,与男性相比,女性的认知能力下降和脑组织损失更少。了解是什么让一个性别对衰老更脆弱或更有弹性,将揭示对两性都有利的新治疗靶点。这种差异的一个潜在来源是位于X染色体上的基因。在拥有两条X染色体的人身上,大多数X连锁基因的一个拷贝被沉默,这一过程被称为X连锁失活。但有些基因逃脱了这种沉默,导致存在两个活跃的副本。研究人员将追踪大脑中哪些基因逃脱了X失活,并确定这种情况是否会随着年龄的增长而变化,以及它是如何影响认知能力下降的。

所有SCPAB项目都将为一个中央数据库做出贡献,该数据库将汇集关于不同物种和不同细胞类型的基因表达和其他因素如何随年龄变化的数据。哈佛大学科学家、SCPAB执行委员会成员兰迪·巴克纳(Randy Buckner)说:“该数据库将使研究人员能够轻松地探索年龄的各种影响。”整合跨物种和组织类型的数据将帮助研究人员决定在实验中优先考虑哪些目标。该数据库将向更广泛的科学界公开访问。

SCPAB的完整任务声明是可用的在这里

可以获得关于每个SCPAB项目的更多信息在这里

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