一项针对小鼠的研究表明,大脑血管内壁的一层粘稠屏障可能是保护大脑免受衰老有害影响的关键。
研究表明,这种渗出性屏障会随着时间的推移而恶化,可能会让有害分子进入脑组织,引发炎症反应。修复屏障的基因疗法减少了大脑中的炎症,提高了老年小鼠的学习和记忆能力。这项研究今天发表在《自然》杂志上。
这项研究的主要作者、加州斯坦福大学的诺贝尔奖得主、化学家Carolyn Bertozzi说,这一发现使人们关注到一种鲜为人知的分子,即粘蛋白。粘蛋白覆盖在全身血管内部,使粘液具有光滑的质地。“粘蛋白在人体内扮演着许多有趣的角色,”她说。“但直到最近,我们还没有研究它们的工具。他们是隐形的。”
长期以来,研究人员一直在寻找方法,让药物通过这一屏障来治疗脑部疾病。先前的研究还表明,屏障的完整性随着年龄的增长而受到侵蚀,这表明它可能是治疗与衰老有关的疾病(如阿尔茨海默病)的重要靶点。
但科学家们对粘蛋白对这些变化的作用知之甚少,直到斯坦福大学的研究生索菲亚·施(Sophia Shi)决定把重点放在血管内壁富含粘蛋白的一层糖基上。Shi和她的同事们观察了随着小鼠年龄的增长,大脑中的糖萼发生了什么变化。“年轻血管上的黏液粘稠、多汁、饱满,”Bertozzi说。“在年老的小鼠身上,它们又瘦又跛,而且有斑点。”
研究小组继续发现,老年小鼠中某一类黏液蛋白的含量低于年轻小鼠。科学家们还表明,产生这些粘蛋白所需的酶活性的降低会导致血脑屏障变得更漏。
在老年小鼠中增强这些酶的活性可以减少泄漏,提高动物在学习和记忆测试中的表现。年老小鼠也会健忘,Bertozzi说。“它们不能像以前那样走出迷宫了。但在我们恢复粘蛋白屏障后,它们在这些测试中表现更好。”