大脑的神经活动在人类衰老、寿命中起着重要作用
来源：news medical |校审：Kate Anderton|2019-10-16|翻译：聚生物
哈佛大学医学院布拉瓦特尼克研究所(Blavatnik Institute at Harvard Medical School)的科学家牵头进行的一项研究显示，大脑的神经活动也对人类的衰老和寿命产生影响。长期以来，人们将大脑的神经活动与从痴呆症到癫痫等各种疾病相关联。
这项研究发表在10月16日的《自然》(Nature)杂志上，它基于对人类大脑、小鼠和蠕虫的研究结果，认为大脑的过度活动与寿命缩短有关，而抑制这种过度活动可以延长寿命。
这一发现为神经系统的活动影响人类寿命提供了第一个证据。尽管先前的研究表明，神经系统的某些部分会影响动物的衰老，但神经活动在衰老过程中所起的作用，尤其是在人类身上，仍然是一个谜。
布鲁斯·杨克纳(Bruce Yankner)是这项研究的资深作者，也是哈佛大学医学院遗传学教授，也是保罗·f·格伦衰老生物学中心(Paul F. Glenn Center for the Biology of Aging)的联席主任：“我们发现的一个有趣的方面是，像神经回路这种短暂的活动状态可能会对生理学和寿命产生如此深远的影响。”
神经兴奋似乎沿着已知的影响寿命的一系列分子事件起作用：胰岛素和胰岛素样生长因子(IGF)信号传导途径。
这种信号级联的关键似乎是一种叫做“休止符”（REST）的蛋白质，这种蛋白质之前曾被杨克纳实验室用来保护衰老的大脑免受痴呆和其他压力的影响。
神经活动指的是大脑中电流和信息传输的持续闪烁。作者说，过度的活动或兴奋可以通过多种方式表现出来，从肌肉抽搐到情绪或思想的变化。
目前还不清楚一个人的思想、性格或行为是否或如何影响他们的寿命。
“一个令人兴奋的未来研究领域将是确定这些发现如何与这些高阶人类大脑功能相关联，”杨克纳(Yankner)说。
研究人员说，这项研究可能会为阿尔茨海默病和双相情感障碍等涉及神经过度活动的疾病设计新的治疗方法。
这些发现提出了这样一种可能性：某些药物，比如针“REST”的药物，或者某些行为，比如冥想，可以通过调节神经活动来延长寿命。
杨克纳说，人类神经活动的变异可能有遗传和环境两方面的原因，这将为治疗干预开辟未来的道路。
殊途同归
杨克纳和他的同事们首先分析了数百名年龄在60岁到100多岁之间的死者捐献的脑组织中的基因表达模式，以及各种基因的开启和关闭程度。
这些信息是通过对老年人的三项独立研究收集的。在目前的研究中，这些人的认知功能完好，这意味着他们没有痴呆。
杨克纳说，年龄较大和较年轻的研究参与者之间立即出现了显著的差异:寿命最长的人——即85岁以上的人——与60至80岁之间死亡的人相比，与神经兴奋相关的基因表达量较低。
接下来是所有科学家都面临的问题：相关性还是因果关系?这种神经兴奋的差异仅仅是与决定寿命的更重要的因素一起出现，还是兴奋水平直接影响寿命?如果是这样,如何影响的?
研究小组进行了一系列的实验，包括对秀丽隐杆线虫的基因、细胞和分子生物学实验;转基因小鼠的分析;以及对活过一个多世纪的人的脑组织进行分析。
这些实验揭示了改变神经兴奋确实会影响寿命，并阐明了在分子水平上可能发生的事情。
所有的迹象都指向蛋白质“REST”。
研究人员发现，已知调节基因的“REST”也会抑制神经兴奋。在动物模型中阻断REST或其等效物会导致更高的神经活动和更早的死亡，而促进休息则相反。而百岁老人的脑细胞核内的“REST”明显多于70、80岁的老人。
“看到所有这些不同的证据是如何汇聚在一起的，这是非常令人兴奋的，”研究报告的合著者、HMS遗传学教授莫妮卡·科莱亚科沃(Monica Colaiacovo)说。
研究人员发现，从蠕虫到哺乳动物，REST蛋白会抑制与神经兴奋相关的基因表达，比如离子通道、神经递质受体和突触的结构成分。
低激发反过来激活一个称为叉头转录因子的蛋白质家族。在许多动物中，这些蛋白质通过胰岛素/igf信号传导介导了一条“长寿途径”。科学家认为，热量限制也能激活这一途径。
虽然这需要时间和许多测试来确定这样的治疗是否会减少神经兴奋，促进衰老还是延长寿命，但这个概念已经吸引了一些研究人员。
Colaiacovo说:“能够激活REST将减少兴奋性神经活动和延缓人类衰老的可能性是非常令人兴奋的。”
Yankner说：“我们现在有足够多的人参与这些研究，将老龄人口划分为遗传亚群。”这些信息是无价的，说明了为什么支持人类遗传学的未来如此重要。”
Source:
Journal reference:
Zullo, J. M. et al. (2019) Regulation of lifespan by neural excitation and REST. Nature. https://www.nature.com/articles/s41586-019-1647-8
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