科学家逆转了老鼠与年龄有关的记忆丧失

2021年7月24日,

其中一些,如硫酸软骨素,抑制了神经网络的作用,抑制了神经可塑性;其他的,如硫酸软骨素,可以促进神经可塑性。为了做到这一点,研究小组观察了20个月大的老鼠(被认为已经很老了),并使用了一系列测试,结果表明,与6个月大的老鼠相比,这些老鼠表现出了记忆缺陷。利兹大学生物医学学院的杰西卡·郭博士说:“当我们用这种疗法治疗衰老的老鼠时,我们看到了显著的结果。然而,使用病毒载体增加6-硫酸软骨素的水平,使它们的记忆力和可塑性恢复到与健康小鼠相似的水平。福西特教授的团队采用的方法——使用病毒载体进行治疗——正越来越多地用于治疗人类神经疾病。

在一个研究该研究小组发表在《分子精神病学》杂志上,他们发现大脑细胞外基质(神经细胞周围的“脚手架”)的变化会随着年龄的增长导致记忆丧失,但有可能通过基因治疗来逆转这种情况。

最近有证据表明,周围神经网(PNNs)在神经可塑性(大脑学习和适应的能力)和记忆中的作用。pnn是一种软骨样结构,主要围绕在大脑中的抑制性神经元周围。它们的主要功能是控制大脑的可塑性水平。它们在人类5岁左右出现,并关闭了可塑性增强的时期,在此期间,大脑中的连接被优化。然后,可塑性被部分关闭,使大脑效率更高,但可塑性更低。

pns含有硫酸软骨素化合物。其中一些,如硫酸软骨素,抑制了神经网络的作用,抑制了神经可塑性;其他的,如硫酸软骨素,可以促进神经可塑性。随着我们年龄的增长,这些化合物的平衡会发生变化,同时6-硫酸软骨素的水平也会下降,因此我们学习和形成新记忆的能力会发生变化,导致与年龄相关的记忆衰退。

剑桥大学和利兹大学的研究人员调查了操纵PNNs中的硫酸软骨素成分是否可能恢复神经可塑性,并减轻与年龄有关的记忆缺陷。

为了做到这一点,研究小组观察了20个月大的老鼠(被认为已经很老了),并使用了一系列测试,结果表明,与6个月大的老鼠相比,这些老鼠表现出了记忆缺陷。

例如,一项测试涉及观察老鼠是否识别物体。老鼠被放置在一个y形迷宫的开头,然后在两只手臂的末端探索两个相同的物体。过了一会儿,老鼠再次被放置在迷宫中,但这次一只手臂上有一个新的物体,而另一只手臂上有重复的物体的副本。研究人员测量了老鼠探索每个物体的时间,看它是否记住了之前任务中的物体。年龄较大的老鼠更不可能记住物体。

研究小组使用一种“病毒载体”治疗衰老的老鼠,这种病毒能够将6-硫酸软骨素硫酸盐重组到PNNs中,并发现这完全恢复了老年老鼠的记忆,达到了与年轻老鼠相似的水平。

利兹大学生物医学学院的杰西卡·郭博士说:“当我们用这种疗法治疗衰老的老鼠时,我们看到了显著的结果。他们的记忆力和学习能力恢复到了他们年轻时从未见过的水平。”

为了探索硫酸软骨素在记忆丧失中的作用,研究人员培育了经过基因操纵的小鼠,使它们只能产生低水平的这种化合物,以模拟衰老过程中的变化。即使在第11周时,这些老鼠也显示出过早记忆丧失的迹象。然而,使用病毒载体增加6-硫酸软骨素的水平,使它们的记忆力和可塑性恢复到与健康小鼠相似的水平。

教授詹姆斯·福塞特的约翰·范·地表古积大脑修复中心剑桥大学说:“什么是令人兴奋的是,尽管我们的研究只是在老鼠身上,相同的机制应该在人类——人类大脑的分子和结构是一样的啮齿动物。这表明,它可能可以防止人类在老年时发生记忆丧失。”

该团队已经确定了一种潜在的药物,可以口服并抑制PNNs的形成,并获得了人类使用的许可。当这种化合物给小鼠和大鼠时,它能恢复衰老时的记忆,也能促进脊髓损伤的恢复。研究人员正在研究它是否有助于减轻阿尔茨海默病动物模型的记忆丧失。

福西特教授的团队采用的方法——使用病毒载体进行治疗——正越来越多地用于治疗人类神经疾病。该中心的另一个小组最近发表的研究显示了它们的用途修复青光眼和痴呆造成的损害

这项研究由英国阿尔茨海默氏症研究所、医学研究理事会、欧洲研究理事会和捷克科学基金会资助。

参考
杨,S等。在衰老过程中,神经可塑性和记忆需要软骨素6-硫酸盐。《分子精神病学》;2021年7月16日;DOI: doi.org/10.1038/s41380 - 021 - 01208 - 9

这条消息的来源是剑桥大学

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