<p>哈佛大學研究人員剛剛發(fā)表在《細胞》雜志上的一項新研究的結(jié)果，為我們隨著年齡增長而經(jīng)歷的認知障礙之間的關(guān)系提供了見解，并表明炎癥可能是一種細胞連鎖反應的結(jié)果。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;了解衰老是生物醫(yī)學最重要的目標之一，&rdquo;莊曉偉說，他是化學和化學生物學系的科學教授，物理學教授，霍華德休斯醫(yī)學研究所(HHMI)的研究員，也是這篇論文的作者之一。&ldquo;這也是一個非常具有挑戰(zhàn)性的問題。原因之一是因為大腦非常復雜。它含有異常高的細胞多樣性，許多不同類型的神經(jīng)元和非神經(jīng)元細胞形成復雜的相互作用網(wǎng)絡。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>為了研究如此復雜的系統(tǒng)，研究人員使用了由莊實驗室開發(fā)的MERFISH成像方法，該實驗室在發(fā)明新型成像方法并將其應用于研究生物系統(tǒng)方面擁有廣泛的專業(yè)知識。MERFISH(多重誤差魯棒熒光原位雜交)不僅能夠同時測量細胞中數(shù)千種類型的RNA或數(shù)千種基因，它還揭示了它們之間的空間關(guān)系。</p> <p>&nbsp;</p> <p>MERFISH允許研究人員生成&ldquo;基因表達圖譜&rdquo;，觀察細胞之間的&ldquo;鄰里關(guān)系&rdquo;，Samuel W. Morris大學分子與細胞生物學系教授、HHMI研究員和該論文的另一位作者凱瑟琳&middot;杜拉克解釋說。杜拉克說，有了MERFISH，&ldquo;人們不僅可以觀察不同年齡基因表達的變化，還可以觀察基因表達的變化，特別是與空間關(guān)系相關(guān)的特定細胞類型。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p><img src="https://news.harvard.edu/wp-content/uploads/2023/01/103018_features_RL_2650-1024x683.jpg" alt="Xiaowei Zhuang and Catherine Dulac." width="808" height="539" />&nbsp;</p> <p>哈佛大學青年研究員威廉&middot;e&middot;艾倫(William E. Allen)和另外兩名研究人員&mdash;&mdash;莊實驗室和杜拉克實驗室的蒂莫西&middot;r&middot;布羅塞(Timothy R. blossom)和祖里&middot;a&middot;沙利文(Zuri a . Sullivan)&mdash;&mdash;將這種大圖方法應用于小鼠大腦，確定了神經(jīng)元細胞或神經(jīng)細胞和非神經(jīng)元細胞在衰老過程中的變化。特別是，該研究揭示了衰老和炎癥以相似和不同的方式影響細胞表達基因的方式，并以空間依賴的方式。</p> <p>&nbsp;</p> <p>杜拉克說:&ldquo;大腦衰老過程的一部分與炎癥有關(guān)的想法已經(jīng)被假設了。&rdquo;&ldquo;我們使用的實驗策略&mdash;&mdash;MERFISH，結(jié)合單細胞RNA測序&mdash;&mdash;使我們能夠非常具體地、高粒度地觀察衰老過程。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;我們發(fā)現(xiàn)，非神經(jīng)元細胞，如膠質(zhì)細胞和免疫細胞，在基因表達和細胞狀態(tài)上似乎比神經(jīng)元發(fā)生了更明顯的變化。這些變化在大腦中并不均勻地發(fā)生，&rdquo;莊說，并指出皮質(zhì)下白質(zhì)比灰質(zhì)表現(xiàn)出更明顯的變化，尤其是在非神經(jīng)元少突膠質(zhì)細胞、星形膠質(zhì)細胞和小膠質(zhì)細胞中。莊說:&ldquo;由于這些不同的細胞通過在軸突周圍產(chǎn)生髓磷脂鞘來確保大腦中有效的電脈沖，并為神經(jīng)元提供代謝支持，調(diào)節(jié)突觸功能，并提供免疫監(jiān)視，這些變化可能對神經(jīng)回路的功能產(chǎn)生直接影響。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>杜拉克說:&ldquo;如果少突膠質(zhì)細胞不健康，開始脫落髓磷脂&rdquo;，就會引發(fā)連鎖反應，影響神經(jīng)元和非神經(jīng)元細胞，&ldquo;基本上會擾亂整個大腦的許多功能&rdquo;。</p> <p>&nbsp;</p> <p>杜拉克說，這是驚人的，因為&ldquo;最終，衰老與認知障礙有關(guān)，而認知障礙與神經(jīng)元功能直接相關(guān)。&rdquo;但如果許多變化發(fā)生在非神經(jīng)元細胞中，那么我們可能已經(jīng)確定了一個多步驟的過程，在這個過程中，炎癥主要影響非神經(jīng)元細胞，這反過來又導致神經(jīng)元功能受損。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>打破這一過程，即使不能阻止，也有可能影響它。杜拉克說:&ldquo;如果有辦法通過生活方式來減少與衰老相關(guān)的炎癥過程，例如通過飲食、鍛煉或其他過程，那么大腦衰老和相關(guān)損傷也可以減少。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>目前，這些發(fā)現(xiàn)為正在進行的研究提供了路線圖，這些研究由MERFISH等技術(shù)實現(xiàn)。杜拉克說，能夠&ldquo;對完整組織中所有不同類型的細胞和大量基因進行全面取樣，提供了豐富的信息資源，可以讓我們?yōu)槲磥淼难芯慨a(chǎn)生新的假設。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>這兩位研究人員的合作始于十多年前。杜拉克回憶說:&ldquo;幾年前，小薇聯(lián)系了我，因為她的實驗室剛剛開發(fā)出一種超高分辨率顯微鏡技術(shù)STORM，她對用它來觀察大腦功能非常感興趣。&rdquo;&ldquo;這讓我們開始了一場精彩的合作，我們第一次能夠以超高分辨率觀察大腦突觸。&rdquo;他們的第一篇聯(lián)合論文發(fā)表于12年前，并促成了一系列結(jié)合新技術(shù)和研究人員互補技能的正在進行的項目。</p> <p>在談到與杜拉克的合作時，莊女士也充滿了熱情。&ldquo;在我們的合作中，一加一遠遠大于二，&rdquo;莊說。&ldquo;雖然我們的許多合作都是由凱瑟琳和我之間的對話發(fā)起的，但在這項關(guān)于小鼠大腦衰老的研究中，合作是由威爾&middot;艾倫發(fā)起的，他是一位頂尖的初級研究員，對我們兩個實驗室的研究都很感興趣。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注：本文由院校官方新聞直譯，僅供參考，不代表指南者留學態(tài)度觀點。</p> </blockquote>