中國古人常說“慧極傷身”,大約就是這個意思了。
哈佛醫(yī)學院Blavatnik研究所的科學家最新研究表明,很早之前被證實與癡呆癥和癲癇有關(guān)的大腦神經(jīng)活動,在人類衰老和壽命中也發(fā)揮著作用。
這一重要發(fā)現(xiàn)公布在10月16日的Nature雜志上,這項研究基于人腦,小鼠和線蟲,表明大腦過度活動與較短的壽命有關(guān),而抑制這種過度活動可延長壽命。
短暫事件對壽命的影響
這些發(fā)現(xiàn)提供了神經(jīng)系統(tǒng)活動影響人類壽命的第一個證據(jù)。盡管以前的研究表明,神經(jīng)系統(tǒng)的某些部分會影響動物的衰老,但神經(jīng)活動在衰老中的作用,尤其是在人類中,仍然模糊不清。
文章通訊作者,HMS遺傳學教授Bruce Yankner說:“我們發(fā)現(xiàn)了一個有趣現(xiàn)象——像神經(jīng)回路活動狀態(tài)這樣短暫的事件可能會對生理和壽命造成如此廣泛的影響?!?/p>
而且這種神經(jīng)興奮似乎是沿著一系列眾所周知的影響壽命的分子事件起作用的:胰島素和胰島素樣生長因子(IGF)信號傳導途徑。
這種信號級聯(lián)反應的關(guān)鍵是一種名為REST的蛋白質(zhì),此前Yankner實驗室研究發(fā)現(xiàn)該蛋白質(zhì)可以保護衰老的大腦免受癡呆和其他壓力的影響。
神經(jīng)活動是指大腦中電流和傳導的持續(xù)閃爍。作者認為,過度的活動或興奮可能以多種方式表現(xiàn)出來,從肌肉抽搐到情緒或思想的改變。
不過這項研究尚不清楚一個人的思想,個性或行為是否會影響其壽命,或如何影響其壽命。
Yankner說:“令人興奮的是,未來我們可以通過這些發(fā)現(xiàn),將與人類高階大腦功能聯(lián)系起來。”
這項研究可以為涉及神經(jīng)過度活動的疾?。ㄈ绨⒋暮D喜『驮暧舭Y)的新療法的設計提供參考。
此外,這些發(fā)現(xiàn)也解釋了某些藥物(例如針對REST的藥物)或某些行為(例如冥想)可以通過調(diào)節(jié)神經(jīng)活動來延長壽命的可能性。
Yankner說,人類神經(jīng)活動的變化可能既有遺傳原因,也有環(huán)境原因,這將為治療干預開辟未來的途徑。
條條大路通REST
Yankner及其同事通過分析數(shù)百名60歲至100多歲死亡的人捐贈的腦組織中的基因表達模式,開展了他們的研究。
這些信息是通過對三項獨立研究收集的,這項研究中分析的樣品來自在認知上是完整的個體,這意味著他們沒有癡呆癥。
Yankner說,之后他們發(fā)現(xiàn)年齡較大的和較年輕的參與者之間出現(xiàn)了驚人的差異——壽命最長的人(年齡在85歲以上死亡)要比年輕一些的人(60-80歲之間死亡),其神經(jīng)興奮相關(guān)的基因的表達水平要低。
接下來是所有科學家都面臨的問題:相關(guān)性還是因果關(guān)系?是神經(jīng)興奮的這種差異僅僅是在決定壽命的更重要因素邊發(fā)生,還是興奮水平直接影響壽命?如果是這樣,怎么辦?
該團隊進行了一系列實驗,包括對秀麗隱桿線蟲模型生物的遺傳,細胞和分子生物學測試。轉(zhuǎn)基因小鼠的分析;以及對生活了一個多世紀的人們的腦組織分析。
這些實驗表明,改變神經(jīng)興奮確實會影響壽命,研究人員也闡明了在分子水平上可能發(fā)生的事情。
所有跡象都指向蛋白質(zhì)REST。
研究人員發(fā)現(xiàn),眾所周知,REST可以調(diào)節(jié)基因,它還能抑制神經(jīng)興奮。在動物模型中阻斷REST或其等效物可導致更高的神經(jīng)活動和更早的死亡,而增強REST則相反。與百歲老人相比,70,80歲死亡的老人在其腦細胞核中擁有更少的REST。
文章另外一位作者,HMS遺傳學教授Monica Colaiácovo說:“看到所有這些不同的證據(jù)融合在一起,真是令人興奮,”他的實驗室在秀麗隱桿線蟲的研究中進行了合作。
研究人員發(fā)現(xiàn),從線蟲到哺乳動物,REST都能抑制與神經(jīng)興奮有關(guān)的基因的表達,例如離子通道,神經(jīng)遞質(zhì)受體和突觸的結(jié)構(gòu)成分。
較低的激發(fā)有反過來會激活稱為forkhead轉(zhuǎn)錄因子的蛋白質(zhì)家族。這些蛋白質(zhì)在許多動物中已顯示通過胰島素/IGF信號傳導介導“長壽途徑”??茖W家認為,熱量限制可以激活這種途徑。
除了在防止神經(jīng)退行性疾病方面的新作用外,REST在長壽中的作用也為開發(fā)靶向該蛋白質(zhì)的藥物提供了更多動力。
確定這種療法是否會減少神經(jīng)興奮,促進健康的衰老或延長壽命,還需要花費時間和許多測試,但這一概念吸引了一些研究人員。
Colaiácovo說:“激活REST會減少人類的興奮性神經(jīng)活動,并延緩衰老,這一可能性非常令人興奮?!?/p>
Yankner說:“我們現(xiàn)在有足夠的人參加這些研究,將老齡化的人群劃分為幾個遺傳亞組。這些信息是無價的,它說明了為什么支持人類遺傳學的未來如此重要。”