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清理老化的大腦

羅切斯特大學的科學家們正在用一種目前用于引產的藥物修復大腦的垃圾處理系統(tǒng)。

羅切斯特大學

8月15日

阿爾茨海默病、帕金森病和其他神經性疾病可以被視為“臟腦”(dirty brain)疾病,因為患病的大腦難以清除有害廢物衰老是關鍵風險因素,因為隨著年齡的增長,我們大腦清除有毒積聚物的能力會減慢。然而,小鼠的新研究表明,有可能逆轉與年齡相關的影響并恢復大腦的廢物清除過程

羅切斯特大學(University of Rochester,UR)機械工程教授 Douglas Kelley 博士說:“這項研究表明,恢復頸部淋巴管功能可以顯著挽救與年齡相關的大腦廢物清除速度減慢的問題。此外,這是通過使用一種已經在臨床上使用的藥物來實現(xiàn)的,這為潛在的治療策略提供了可能。”

Kelley 是這項研究的主要作者之一,該研究發(fā)表在《自然-衰老》(Nature Aging)雜志上[1],另一名主要作者是 Maiken Nedergaard,她是羅切斯特大學轉化神經醫(yī)學中心(Center for Translational Neuromedicine)的聯(lián)合主任。這項研究是羅切斯特大學哈吉姆工程與應用科學學院(Hajim School of Engineering & Applied Sciences)和醫(yī)學中心的研究人員進行的眾多合作之一。

研究于2024年8月15日發(fā)表在《Nature Aging》(最新影響因子:17.0)雜志上

Nedergaard 及其同事于 2012 年首次描述了類淋巴系統(tǒng)(Glymphatic system,亦稱膠狀淋巴系統(tǒng))[2],這是大腦獨特的廢物清除系統(tǒng),它利用腦脊液(CSF)沖走能量需求高的神經元和大腦中其他細胞在正;顒悠陂g產生的多余蛋白質這一發(fā)現(xiàn)為治療大腦中蛋白質廢物積聚的常見疾病(如阿爾茨海默病中的 β-淀粉樣蛋白和 tau 蛋白,以及帕金森病中的 α-突觸核蛋白)提供了新的潛在方法。在健康和年輕的大腦中,淋巴系統(tǒng)能夠很好地清除這些有毒蛋白質,然而,隨著年齡的增長,該系統(tǒng)會減慢,從而為這些疾病的發(fā)生奠定了基礎。

類淋巴系統(tǒng)的研究于2012年8月15日發(fā)表在《Science Translational Medicine》(最新影響因子:15.8)雜志上

微小的泵網絡將廢物從大腦中抽出

一旦顱內的腦脊液(CSF)充滿了蛋白質廢物,它就需要通過淋巴系統(tǒng)最終到達腎臟,在那里與身體的其他廢物一起進行處理。這項新研究結合了先進的成像和粒子追蹤技術,首次詳細描述了頸部淋巴管中的路徑,即一半臟腦脊液通過該路徑離開大腦。

 

除了測量腦脊液的流量,包括研究第一作者 Ting Du 和 Aditya Raghunandan、Humberto Mestret 在內的研究小組還能夠觀察和記錄幫助將腦脊液排出大腦的頸部淋巴管的跳動。Kelley 說:“與心血管系統(tǒng)有一個大泵(心臟)不同,淋巴管系統(tǒng)中的液體是由一個小泵網絡來運輸?shù)?/strong>。”這些微小的泵被稱為淋巴管,有瓣膜來防止回流,并一個接一個地串在一起,形成淋巴管。

研究人員發(fā)現(xiàn),隨著小鼠年齡的增長,收縮頻率降低,瓣膜失效。因此,年老小鼠的臟腦脊液流出大腦的速度比年輕小鼠慢 63%。

羅切斯特大學醫(yī)學中心神經病學系的機械工程教授Douglas Kelley(左)和助理教授Ting Du正在研究頸部淋巴管如何將腦脊液從大腦中排出。隨著我們年齡的增長,這種流動的變化會增加罹患阿爾茨海默病、帕金森病和其他神經系統(tǒng)疾病的風險

已知藥物重啟大腦清潔液流動

隨后,研究團隊開始探索是否能夠使淋巴管恢復活力,并發(fā)現(xiàn)了一種名為地諾前列素(Prostaglandin F2α,PGF2α)的藥物,這是一種類激素化合物,醫(yī)學上常用于引產,并已知有助于平滑肌收縮。淋巴管的內壁覆蓋著平滑肌細胞,當研究人員將這種藥物應用于老年小鼠的頸部淋巴管時,淋巴管的收縮頻率和臟腦脊液的流出量均有所增加,恢復到年輕小鼠的效率水平。

這些頸部淋巴管位置表淺,我們知道它們很重要,現(xiàn)在我們知道如何加速其功能,” Kelley 說,“將來這種方法或許與其他干預措施相結合,可能成為未來治療這些疾病的基礎。”

創(chuàng)立于1850年的羅切斯特大學

Glymphatic system,即類淋巴系統(tǒng),是一個近年來在神經科學領域中被發(fā)現(xiàn)并受到廣泛關注的重要概念。該系統(tǒng)由丹麥神經科學家Maiken Nedergaard在2012年首次正式描述并命名,它指的是一種特殊的腦內清除機制,負責移除大腦中的代謝廢物和毒素。

明日起停更,復更時間待定

參考文獻

Source:Universityof Rochester Medical Center

Cleaning up the aging brain

References:

[1].Du, T., Raghunandan, A., Mestre, H. etal. Restoration of cervical lymphatic vessel function in aging rescuescerebrospinal fluid drainage. Nat Aging (2024). https://doi.org/10.1038/s43587-024-00691-3

[2]. Jeffrey J. Iliff et al. ,AParavascular Pathway Facilitates CSF Flow Through the Brain Parenchyma and theClearance of Interstitial Solutes, Including Amyloid β.Sci.Transl. Med.4,147ra111-147ra111(2012).DOI:10.1126/scitranslmed.3003748

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       原文標題 : 清理老化的大腦

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