年轻人类血液是如何让年老小鼠变得更聪明的？
原文以Young human blood makes old mice smarter为标题
发布在2017年4月19日的《自然》新闻上
原文作者：Sara Reardon
被注入人类脐血血浆中的蛋白质后，小鼠在记忆力测试中的表现增强了。
幼年人类血浆中的一种蛋白质能改善年老小鼠的脑功能。这一发现发表在4月19日的《自然》杂志上，首次提出人体蛋白质具有这种效果。这项研究也提供了最新的证据，表明注输“年轻血液”可以逆转衰老症状，包括健忘、肌肉功能和新陈代谢下降，以及骨结构流失。
幼年人类的血液或许能让年老的动物恢复活力——年幼小鼠的血液也有类似的功能。
Simon Schluter/Fairfax Media via Getty Images
数十年来，研究者都在利用“异种共生”技术研究年轻血液对小鼠老化的影响。在这种技术中，研究者会把一只年老的小鼠和一只较年幼的小鼠缝合在一起，共享一个循环系统。
截至目前，年轻血液的修复效果只在鼠对鼠传输中有所体现。尽管如此，至少有两家公司在此类研究的启发下展开了临床试验，将较年轻的成人供体的血液注入年老者体内，然后检测后者的生理改善情况。
斯坦福大学的神经科学家Tony Wyss-Coray与资助其中一项试验的公司有联系：他是该公司科学顾问委员会的主席。作为这项工作的一部分，Wyss-Cora与他在斯坦福的同事，神经科学家Joseph Castellano已经开始测试从新生儿的脐带血中收集到的血浆了。他们的目标是探究极其年幼的人类的血液对老化症状有哪些可能影响。
他们发现，将人类血浆注入年老小鼠的静脉后，年老小鼠在迷宫中寻路的能力增强了，学习躲避笼中会带来疼痛的电击点的能力也增强了。在解剖这些小鼠的大脑时，研究人员发现它们的海马体（与学习和记忆相关的脑区）中的细胞表达了能使神经元在脑内形成更多连接的基因。在使用年龄较大的人类供体的血液治疗的小鼠中，这种现象没有出现。
接着，研究人员比较了脐血血浆中发现的66个蛋白、在较年长的人类的血浆中发现的蛋白，以及在小鼠异种共生实验中识别出的蛋白。他们发现了多个候选蛋白，并将其注入年老小鼠静脉中，一次一种，并对这些动物开展记忆力实验。
只有一种蛋白（TIMP2）改善了小鼠的表现。但是，正常老化期间丧失的脑细胞并没有再生。注入不含TIMP2的人类脐血血浆对记忆力也没有影响。
人们已经知道TIMP2参与了细胞和组织结构的维护，但尚不清楚它对记忆力有何影响。虽然TIMP2在年轻小鼠的大脑有所表达，但人们此前从未将它与学习或记忆力联系在一起。据Wyss-Coray推测，TIMP2相当于参与细胞与血管生长的基因的“主调节因子”；提高TIMP2水平会同时影响多个通路。
“我认为这是一篇非常优秀的论文，”以色列魏茨曼科学研究所的神经免疫学家Michal Schwartz说。令她着迷的是，研究人员没有将血浆注入大脑就对小鼠产生了影响。Schwartz推测，TIMP2也许以间接影响大脑的方式改变了免疫系统或新陈代谢。
哈佛大学的干细胞研究者Lee Rubin对此表示同意。Rubin也是Wyss-Coray所在公司科学顾问委员会的一员。2014年，他的实验室发现年轻小鼠的血液中含有更高水平的GDF11蛋白；此外，将GDF11注入体内会刺激大脑血管生长。自那之后，他们发现GDF11没有进入大脑；Rubin的团队推测，TIMP2或许是通过作用于全身系统来间接影响大脑的。
Wyss-Coray和Castellano表示，下一步的重点是确定TIMP2如何影响大脑。他尤其希望了解该蛋白是特异性地影响老化，还是会影响细胞整体健康。
“这有点像一个黑箱实验，因为他们并不知道正在发生什么，”肯塔基大学的神经科学家Philip Landfield说。他表示，这项研究最具前景的方面是它转化为治疗方法的潜力。
注输年轻血浆（收集自成千上万的捐献者）或许有望成为一种治疗年龄相关疾病（包括阿尔茨海默症）的方法。又或许，未来的老年患者将会获得GDF-11和TIMP2等蛋白组成的联合药物，或是模仿其效果的药物。然而，Wyss-Coray说，开发这样的药物所需的时间比使用血清治疗病人还要长得多。“从整体上看，这项研究令人振奋，因为它强化了一种观点，即年轻血液中存在单一且‘有益’的因子。”ⓝ
Nature|doi:10.1038/nature.2017.21848
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