Nature, Nature Aging等三篇独立论文:血液因子可以让衰老的大脑时光倒流!

【字体: 时间:2023年08月18日 来源:AAAS

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  科学家们发现,年轻输血、长寿荷尔蒙 klotho 和运动都能增强认知能力,而这三者的背后是相同的血液因子。

  

血液因子能让衰老大脑时间倒流!

科学家们发现,年轻输血、长寿激素klotho 和运动都能增强认知能力,而这三者的背后是相同的血液因子。

在2023年8月16日发表在《自然》、《自然衰老》和《自然通讯》上的三篇论文中,加州大学旧金山分校的两个团队和来自昆士兰大学(澳大利亚)的一个团队确定血小板第 4 因子 (platlet factor 4,PF4,生物通注) 是这些干预措施的共同信使。

顾名思义,PF4是由血小板产生的,血小板是一种血细胞,当有伤口时,它会提醒免疫系统,并帮助形成凝块。事实证明,PF4也是一种认知增强剂。在它的影响下,年老的小鼠恢复了中年时的敏锐,年轻的小鼠则变得更聪明。

加州大学旧金山分校、《自然》杂志论文的通讯作者Saul Villeda博士说,“年轻的血液、klotho和锻炼在某种程度上可以告诉你的大脑,‘嘿,提高你的功能,’有了PF4,我们开始了解这种年轻化背后的词汇。”

Villeda领导了这项关于年轻血液的研究,该研究发表在《自然》杂志上。Dena Dubal教授领导了对klotho的研究,该研究发表在《自然衰老》杂志上。昆士兰大学神经科学教授Tara Walker博士领导了关于运动的研究,研究结果发表在《自然通讯》上。

他们同时发布他们的研究结果,从三个不同的角度来证明PF4的存在。

Dubal说:“当我们意识到我们独立地、偶然地发现了同样的东西时,我们大吃一惊。事实上,三种独立的干预措施聚集在血小板因子上,真正突出了这种生物学的有效性和可重复性。现在是时候研究血小板因子在大脑健康和认知增强中的作用了。”

血小板可以抑制大脑和身体老化的炎症

Villeda是异种共生(parabiosis)的专家,这是一种通过血液循环将两只动物联系在一起的实验。当一只年轻活泼的动物与一只年老的动物联系在一起时,年老的动物会变得更年轻:它的肌肉更有弹性,大脑更有学习能力。

2014年,Villeda发现,由血液减去红细胞组成的血浆可以模拟了异种共生:年轻的血浆注射到年老的动物体内,具有恢复作用。当他的团队将年轻血浆与年老血浆进行比较时,他们发现年轻的血浆含有更多的PF4。

仅将PF4注射到老年动物体内,其恢复作用与年轻动物的血浆差不多。它使身体和大脑中老化的免疫系统平静下来。接受PF4治疗的老年动物在各种记忆和学习任务中表现更好。

“PF4实际上使免疫系统看起来更年轻,它减少了所有这些活跃的促衰老免疫因子,导致大脑炎症减少,可塑性增强,最终认知能力增强。我们选取了22个月大的小鼠,相当于70多岁的人,PF4使它们恢复到30多岁、40多岁时的功能。”

血小板将klotho增强认知能力的信号传递到大脑

十年前,加州大学旧金山分校威尔神经科学研究所的成员Dubal发现,klotho增强了年轻和年老动物的认知能力,也使大脑更能抵抗与年龄有关的退化。但她知道它的作用肯定是间接的,因为注射到体内的klotho分子从未到达大脑。Dubal的团队发现其中一个联系是PF4,在注射klotho后由血小板释放。

PF4对海马体(大脑中负责记忆的区域)有显著影响,在分子水平上增强了新神经连接的形成。

在行为测试中,PF4还让年老和年轻的动物的大脑都得到了提升,这表明“即使在年轻的大脑中,也有改善认知功能的空间,”Dubal说。

Dubal最近的其他发现也支持了利用klotho进行治疗的前景。Klotho的好处取决于血小板的激活,导致PF4和其他分子的释放,这些分子在衰老过程中都有自己的好处。

Dubal说:“理想情况下,我们将对最大的生物医学问题之一:认知功能障碍,进行多次尝试,副作用最少,益处最大。”

锻炼还可以通过血小板促进大脑健康

锻炼可以保持头脑数几十年的敏锐。Walker和她的实验室发现,运动后血小板会将PF4释放到血液中。当她像Dubal和Villeda一样单独测试PF4时,发现它改善了老年动物的认知能力。

Walker说:“对于很多有健康问题、行动不便或年事已高的人来说,锻炼是不可能的,所以药物干预是一个重要的研究领域。””

原文标题:

Platelet factors attenuate inflammation and rescue cognition in ageing

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