北京
来源：中国科学报
记者：侯慧静
一项针对小鼠、人类和细胞的研究发现，大脑中存在的一种酶可能有助于维持老年人的认知韧性。研究人员发现，这种酶含量较高时，大脑的炎症水平较低。此外，它还能促进衰老大脑的神经元生长。相关研究10月15日发表于《自然-神经科学》。
小鼠海马体细胞。图片来源：Talley Lambert
论文通讯作者、美国马萨诸塞州总医院的神经科学家Amar Sahay说，这种酶似乎起到了“一种代偿性认知恢复机制”的作用。
“这是一项非常出色且具有启发性的研究。”美国范德比尔特记忆与阿尔茨海默病中心的Timothy Hohman说，“它试图弄清究竟是什么在保护神经元，并示范了如何利用模型系统来分析一些在人类身上极难研究的韧性机制。”
这种酶是一种磷脂酶，可分解脂肪化合物。研究人员发现，当小鼠大脑中部分神经元之间的连接受到破坏时，编码这种酶的基因就突然活跃起来。为了解更多信息，科学家对小鼠进行了基因改造，使其缺少这种名为Pla2g2f的基因，并观察它们衰老后会发生什么。与未改造的对照组相比，这些小鼠的大脑中出现了炎症激增和神经元退化加剧的现象。相反，随着年龄增长，Pla2g2f基因过量的小鼠大脑炎症反应较轻，神经元连接也更加紧密。
研究团队还测试了小鼠的空间记忆能力。结果表明，这种酶具有保护作用。缺少Pla2g2f基因的中年小鼠在记忆测试中的得分低于同龄的对照小鼠；而增强Pla2g2f基因表达的老年小鼠的得分则高于同龄的对照小鼠。Sahay补充说，这些发现表明，Pla2g2f基因可用于改变小鼠病理性衰老的进程。
这种基因对人类可能也有保护作用。作者分析了两个大型数据集，发现人脑中PLA2G2F基因的活性会随着年龄增长而上升。Sahay与从已故人类捐献者的大脑中收集了基因表达数据的研究人员展开合作。这些捐献者生前都接受过认知测试。Sahay团队发现，PLA2G2F基因活性在有“韧性”的人中是最高的——他们的大脑中即使已有β-淀粉样蛋白沉积物，其认知能力依然保持完好。这种沉积物是阿尔茨海默病的一个特征。此外，该基因在另外两组人群中的活性较低：一组是既无认知障碍也没有β-淀粉样蛋白沉积的人，另一组则患有严重的阿尔茨海默病。
这项分析仅纳入了13个人的大脑，Sahay承认还需要更多人类数据。但他认为，这些发现表明，PLA2G2F基因编码的磷脂酶能够延缓神经变性。
Sahay解释说，这种酶在一定程度上是通过清除大脑中的脂滴，即充满脂肪的微小细胞器来实现这一作用的。他说，这种“清理”会产生多种下游效应，例如促进神经元生长、抑制神经炎症。不过Hohman表示，要确定这种酶的作用，仍需做更多的工作。“他们讲述了一个很漂亮的故事，但机制仍不清楚。”
Sahay正在思考如何利用脂质生物学来维持大脑健康，并在波士顿与人联合创办了一家生物技术公司。未来仍面临一些关键挑战，例如小分子药物和治疗性抗体擅长抑制并清除β-淀粉样蛋白等毒性蛋白，但它们很难激活酶，而大脑中的酶尤其难以触及。
但Sahay说，基因疗法或可另辟蹊径，在PLA2G2F基因开始衰退之前就提高其在大脑中的表达。
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