大腦中細胞的多樣性和復雜組織往往會阻礙科學家們對于其細胞和分子架構中年齡相關改變的系統(tǒng)性特征的描述，這就會限制科學家們理解機體衰老期間大腦功能性下降背后的分子機制。

近日，一篇發(fā)表在國際雜志Cell上題為“Molecular and spatial signatures of mouse brain aging at single-cell resolution”的研究報告中，來自哈佛大學等機構的科學家們通過研究深入揭示了機體衰老機體炎癥和所經(jīng)歷的認知損傷之間的關聯(lián)，同時他們還提出了一種可能性，即其或許是一種細胞連鎖反應的結果。

研究者Xiaowei Zhuang表示，理解機體衰老是生物醫(yī)學領域科學家們的一個重要目標之一，同時這也是一個非常有挑戰(zhàn)性的問題，原因之一在于大腦非常復雜，其包含了異常高的細胞多樣性，以及多種不同類型的神經(jīng)元和非神經(jīng)元細胞所形成的復雜互作網(wǎng)絡。為了研究諸如這樣一種復雜的系統(tǒng)，研究人員利用名為MERFISH的成像方法進行研究，MERFISH，即多重錯誤強大的熒光原位雜交方法（Multiplexed Error Robust Fluorescence In Situ Hybridization），其能同時測定成千上萬種RNA或成千上萬個基因，而且還能揭示其之間的空間關系。

研究者表示，MERFISH方法能幫助科學家們產(chǎn)生基因表達圖譜，并查看鄰近的關系；在該方法的幫助下，研究人員不僅能夠觀察不同年齡個體機體中的基因表達改變，還能觀察特定基因表達的改變，這或許與空間關系有關。將這種大局策略應用于小鼠的大腦，研究人員就識別出了神經(jīng)元細胞和非神經(jīng)元細胞是如何在機體衰老過程中發(fā)生改變的，尤其是本文研究還表明，

衰老和炎癥會以一種相似和不同的方式，以及以一種空間依賴性的方式影響細胞中基因的表達方式。

圖片來源：Cell (2022). DOI:10.1016/j.cell.2022.12.010

如今研究人員假設，大腦衰老過程的一部分或與機體炎癥相關，而研究者將MERFISH技術與單細胞RNA測序技術相結合，來讓科學家們能夠非常具體且高粒度地觀察機體的衰老過程。結果發(fā)現(xiàn)，諸如小膠質細胞和免疫細胞等非神經(jīng)元細胞似乎要比神經(jīng)元細胞經(jīng)歷更明顯和深遠的改變，而且這些變化在大腦中似乎并不是同一發(fā)生的；研究者注意到，大腦皮質下白質要比灰質更能表現(xiàn)出明顯的改變，尤其是在非神經(jīng)元少突膠質細胞、星形膠質細胞和小膠質細胞中等；由于這些不同的細胞通過在軸突周圍產(chǎn)生髓鞘來確保整個大腦的有效電脈沖，以及為神經(jīng)元提供代謝支持，并調節(jié)突觸功能和提供免疫監(jiān)視，這些變化或許會對神經(jīng)回路的功能產(chǎn)生直接的影響。

研究者Dulac說道，如果少突膠質細胞并不健康，其就會開始脫髓鞘，這就可能會啟動一種影響神經(jīng)元和非神經(jīng)元細胞的連鎖反應，基本上也會干擾整個大腦的許多功能。這一點非常引人注目，因為最終，機體衰老會與認知功能損傷直接相關，而認知功能的損傷直接與神經(jīng)元功能有關。但如果很多改變在非神經(jīng)元細胞中發(fā)生的話，研究人員或許就能識別出一種多步驟過程，其中炎癥主要會影響非神經(jīng)元細胞，這反過來就會導致神經(jīng)元功能的損傷。

打破這一過程，即使不能停止的話，可能也會產(chǎn)生一定的影響。如果有辦法通過生活方式（比如通過飲食、鍛煉或其它過程）來實際減少與機體衰老相關的炎性過程的話，那么大腦衰老及其相關的損傷或許也會隨之減少。目前，這些研究發(fā)現(xiàn)為后期科學家們進行相關研究提供了一張路線圖，而諸如MERFISH等技術就能使得這些研究成為可能。研究者指出，能對完整組織中所有不同類型的細胞和較多基因進行全面分析，就能提供非常豐富的信息資源，從而就能為未來研究提出更多新的假設。

綜上，本文研究提供了機體年齡相關的功能衰退和大腦炎癥之間關聯(lián)的重要線索和見解。

原始出處：William E. Allen，Timothy R. Blosser，Zuri A. Sullivan, et al. Molecular and spatial signatures of mouse brain aging at single-cell resolution, Cell (2022). DOI:10.1016/j.cell.2022.12.010

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網(wǎng)址: Cell：揭示機體炎癥和大腦認知功能損傷之間的神秘關聯(lián) http://www.u1s5d6.cn/newsview488028.html