三篇论文深入了解衰老带来的神经元变化

The Scripps Research Institute (TSRI) 的研究团队，分别在《Journal of Visualized Experiments》、《PLOS ONE》和《BMC Genomics》杂志上发表三篇论文，为衰老如何影响大脑的神经回路提供了深入了解，也为更好地理解“衰老如何影响我们的认知能力和神经退行性疾病治疗的新治疗靶点”指出了一个方向。

　　

　　　衰老如何影响神经元之间的联系，目前还不是很清楚，这个空白使得各种疾病的治疗更加困难，包括老年痴呆症和帕金森氏病。
　　　斯克利普斯研究所（TSRI）佛罗里达分校的一项最新研究，为“衰老如何影响大脑的神经回路（有时候是明显改变单神经元中的基因表达）”提供了深入了解。这些发现，为更好地理解“衰老如何影响我们的认知能力和神经退行性疾病治疗的新治疗靶点”指出了一个方向。
　　　斯克利普斯助理教授Sathyanarayanan V. Puthanveettil指导了这项研究，他说：“虽然我们不知道确切的原因，但我们知道，随着我们衰老，存在一个信号不平衡，我们已经在单神经元水平上捕捉到了这些变化。如果我们能够确定这一机制的基础，我们就能够靶定特定的机制，来影响或逆转人类神经元中的衰老过程。”
　　　为了记录单神经元的电生理特性，科学家们发明了一种新方法，并将其应用于海洋蜗牛Aplysia californica（海兔）——一种广泛使用的动物模型。海兔的许多基因表达特征，与人类基因组中的相对应。这种新方法，发表在《Journal of Visualized Experiments》上。
　　　利用这种方法，科学家们就可以专注于研究神经元R15——一个与含水量和生殖调控有关的爆发放电神经元（burst firing neuron），显示其如何响应神经递质乙酰胆碱和随衰老而改变的基因表达。
　　　在《PLOS ONE》杂志上发表的一项研究中，研究团队描述了在R15衰老期间，爆发放电和动作电位中的具体变化——在细胞与细胞间联系中发挥关键作用，结果表明，衰老期间对乙酰胆碱的响应变化，在进化期间就已经保存在生物体中（从蜗牛到哺乳动物）。
　　　在《BMC Genomics》发表的另一项研究中，研究团队揭示出有关R15衰老期间基因表达的未预期信息。
　　　Puthanveettil说：“衰老带来基因表达的双向变化。一些基因的表达上调，一些下调。这是令人惊讶的，特别是一些基因表达上调——你不一定将此与衰老联系起来。”
　　　研究还指出，超过1000个DNA序列，在成熟和老的R15神经元中，受到不同的调控。被改变的特定生物通路包括下列网络：细胞信号传导和骨骼肌肉系统发育；细胞死亡和存活；细胞功能的维持和胚胎发育；神经系统疾病和发育及遗传性疾病。
　　　为了证实这些发现，Puthanveettil及其同事们还分离和检测了三种其它海兔的神经元。有趣的是，虽然所有神经元都随衰老表现出基因表达的变化，但是这些变化在神经元之间并不一定相同。而且，变化的幅度对单个神经元也是特定的。
　　　目前，科学家们正在研究，衰老是如何以及为什么有差异地影响神经元。（生物通：王英）

生物通推荐原文：
Komol Akhmedov, Beena M. Kadakkuzha, Sathyanarayanan V. Puthanveettil. “Aplysia Ganglia Preparation for Electrophysiological and Molecular Analyses of Single Neurons”. Journal of Visualized Experiments study.
Akhmedov K, Rizzo V, Kadakkuzha BM, Carter CJ, Magoski NS, Capo TR, Puthanveettil SV. “Decreased response to acetylcholine during aging of Aplysia neuron R15”. PLOS One. 2013 Dec 27; 8(12).
Beena M Kadakkuzha, Komolitdin Akhmedov, Tom R Capo, Anthony C Carvalloza, Mohammad Fallahi and Sathyanarayanan V Puthanveettil. “Age-Associated Bidirectional Modulation of Gene Expression in Single Identified R15 Neuron of Aplysia”. BMC Genomics 2013, 14: 880.