科普 | 逆转大脑衰老？最新突破背后，是它们的巨大牺牲

2025年8月19日，《Nature Aging》杂志发表了一项重磅研究。科学家通过小鼠实验发现，一种名为FTL1的蛋白可能是调控大脑衰老的“主开关”。降低老年小鼠脑中FTL1蛋白水平后，其大脑功能和精神记忆力竟能恢复年轻状态。这不仅是“延缓”衰老，更是“逆转”衰老，动物实验在此发现中起了决定性作用。

链接：doi.org/10.1038/s43587-025-00940-z

小鼠：生命科学的“翻译官”

文/ 万颖寒

提到鼠，可能大多数人想到的是那句“老鼠过街，人人喊打”。的确，老鼠有时会啃食粮食、破坏家具、传播疾病，给我们的生活带来不少麻烦。然而，老鼠还有另外一面，它们充满智慧与适应力，甚至能在实验室里成为科学研究的重要工具——它们仿佛优秀的“翻译官”，将一些难以直接在人类身上呈现的现象“复制”在自己身上，从而帮助科学家“破译”生命科学的种种奥秘。

“疾病小侦探”

想象一下，如果科学家能在一个“迷你世界”中模拟出各种人类疾病，那会是多么酷的一件事！小鼠，正是实现这个梦想的好帮手。科学家能够在小鼠身上开展疾病模型与机制研究、药物研发与测试、免疫学研究与疫苗开发、行为学与认知研究，等等。

小鼠因其生理和遗传特性与人类相似，已成为构建人类疾病动物模型、研究人类基因功能的理想选择。你可能难以想象：与人类体形天差地别的小鼠，竟是人类科学研究的得力助手和重要工具！

例如，在胚胎发育的过程中，小鼠和人类都会经历3个关键阶段——从受精卵到囊胚，再到胚胎着床。在这个过程中，无论是小鼠还是人类的细胞分裂和定位都遵循类似的模式，为胚胎后续的发育进程奠定了基础。此外，小鼠是仅次于黑猩猩的与人类同源性“第二高”的物种。研究表明，小鼠和人类的基因序列的相似度高达90%，这意味着小鼠和人类的基因组中有大量基因在发挥相似的功能。

“小演员”

助力行为学研究

小鼠不会说话，能够做出的表情也有限，在小鼠身上“复制”出各种疾病后，如何验证它们的患病状态呢？

行为学实验作为研究生物体外部活动与内在神经机制的关联的手段，正是破解动物模型评估的关键工具。当人类疾病在小鼠身上被模拟时，尽管小鼠无法通过语言或表情直接沟通，但行为学实验可以通过系统量化动物在特定环境中的自发反应（如探索、逃避、社交）和任务执行能力（如学习记忆、决策判断），将抽象病理转化为可观测的“行为语言”。

阿尔茨海默病鼠

阿尔茨海默病是一种神经退行性疾病，患者表现出语言、视觉空间技能下降，以及情感或人格改变，进而影响社会活动，给患者及其家人带来了诸多痛苦。当小鼠患上了阿尔茨海默病，科学家该怎么对其进行评估呢？科学家巧妙地利用了小鼠“天生会游泳，却厌恶水环境”的特点，设计出了水迷宫行为学实验。

水迷宫实验就像我们平时玩的迷宫游戏一样，需要参与者通过识别线索、避开障碍来找到出口。这个实验的目的是考察小鼠的视觉空间技能，包括空间学习和记忆功能。具体来说，实验者会将小鼠放入一个圆形的水池中，水池的4个象限里放置着不同形状和颜色的标记物，这些标记物就是迷宫中的空间线索。小鼠的任务是学习并记住这些线索，以便找到隐藏在水下的平台。通过这个实验，科学家可以观察小鼠在寻找平台过程中的运动轨迹，记录其寻找平台的潜伏期、上台后的停留时间等。这些多维度行为参数结合海马依赖性空间导航的生物学原理，构成了阿尔茨海默病模型鼠认知损伤的标准化评估体系，为模拟人类情景记忆衰退提供关键表型证据。

阿尔茨海默病鼠在水迷宫中的表现比较糟糕，在寻找平台时会显得特别困难，运动轨迹杂乱无章，甚至可能根本找不到平台，即使上了平台也可能又下台，确实展现出了“小鼠阿尔茨海默病”的症状。

抑郁鼠

在动画片《头脑特工队》中，主角“莱莉”的头脑里居住着5个掌管情绪的小人——“乐乐”“忧忧”“惧惧”“厌厌”和“怒怒”，他们分别代表着快乐、悲伤、恐惧、厌恶和愤怒5种基本情绪。其中，“忧忧”作为悲伤情绪的化身，总是显得情绪低落，仿佛一直处于抑郁的状态。那么，抑郁是如何发生的呢？

抑郁就像心灵笼罩了一层迷雾，它与我们大脑中的“快乐信使”——5-羟色胺、多巴胺等神经递质的失衡有着千丝万缕的联系。为了揭示抑郁的缘由，科学家通过特殊手段让小鼠形成“抑郁样”状态，并设计了一系列行为学实验来评估“抑郁鼠”的患病程度，诸如强迫游泳实验、悬尾实验、糖水偏好实验等。

强迫游泳实验和悬尾实验的原理相似，通过给小鼠制造一个恶劣的环境（如水环境、倒挂环境），并让其在此环境中待上一段时间，以此观察小鼠的抑郁症状。在强迫游泳实验中，正常小鼠的求生意识很强，会不停地游动来寻找“陆地”，但抑郁鼠会早早地就放弃挣扎，漂浮在水面上。类似地，在悬尾实验中，抑郁鼠很快就放弃了抵抗，静静地被胶带悬挂在横梁上，出现类似钟摆的运动状态。在糖水偏好实验中，科学家发现，尽管小鼠天生对甜食有着浓厚的喜爱，但抑郁鼠会因为糟糕的心情而出现快感缺失的现象，对糖水的偏好明显降低，不再像往常那样对甜食充满热情。

这些实验就像是为小鼠设置的一个个挑战赛，科学家通过观察、分析、评估它们在这些“赛事”中的表现，深入理解抑郁行为带给人类的影响。

小鼠，不论是充当“疾病小侦探”还是行为学研究中的“小演员”，都表现得得心应手。小身材的小鼠拥有大大的本领，它们用自己的方式为人类打开了通往科学真理的大门。让我们继续携手这些“小小探险家”，共同在科学的道路上勇往直前，为人类的健康与福祉贡献更多的力量。

作者介绍

万颖寒，供职于上海实验动物研究中心。上海实验动物科普志愿者服务队队长，上海生命健康张江科技志愿服务联盟秘书长，华东师范大学附属卢湾辅读实验学校科技副校长，主持或参与国家及省部级课题多项。

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2025年《科学画报》