美国威尔·康奈尔大学(Weill Cornell)医学研究人员的一项新研究表明，一种与人类寿命异常延长有关的基因可以保护脑干细胞免受压力的有害影响。

对寿命超过100岁的人的研究表明，许多人都有一种被称为叉头蛋白O3 (FOXO3)的不同寻常的基因。

这一发现促使威尔·康奈尔医学院病理学和实验室医学副教授Jihye Paik博士和她的同事们研究这种基因如何在衰老过程中促进大脑健康。

2018年，Paik博士和她的团队证明，大脑中缺乏FOXO3基因的老鼠无法应对大脑中的压力状态，这会导致脑细胞的渐进死亡。

他们1月28日发表在《自然通讯》杂志上的一项新研究表明，FOXO3通过阻止干细胞分裂来保护大脑的再生能力，直到环境能够支持新细胞的生存。

“干细胞产生新的脑细胞，这对我们成年后的学习和记忆至关重要，”Paik博士说，她也是威尔康奈尔医学中心(Weill Cornell Medicine)桑德拉和爱德华·迈耶癌症中心(Sandra and Edward Meyer Cancer Center)的成员。

“如果干细胞不受控制地分裂，它们就会枯竭。FOXO3基因似乎是通过在压力过去之前阻止干细胞分裂来完成其工作的。”

许多挑战，如炎症、辐射或缺乏足够的营养都会给大脑造成压力。

但Paik博士和她的同事们专门研究了大脑干细胞暴露在氧化应激下会发生什么。氧化应激是当有害的氧气在体内积聚时发生的。

她说:“我们了解到FOXO3蛋白直接被氧化应激所修饰。”

这种修饰将蛋白质送入干细胞的细胞核，在那里它启动应激反应基因。

由此产生的应激反应导致一种叫做s-腺苷蛋氨酸(SAM)的营养物质的消耗。

这种营养物质是用来帮助一种叫做核纤层蛋白的蛋白质在干细胞细胞核的DNA周围形成一层保护膜的。

她说:“没有SAM，核纤层蛋白就不能形成这种强大的屏障，DNA就会开始泄露。”

细胞将这种DNA误认为病毒感染，从而引发一种免疫反应，即i型干扰素反应。这导致干细胞进入休眠状态，停止产生新的神经元。

Paik博士解释说:“这种反应实际上对干细胞非常有利，因为外部环境对新生的神经元并不理想。”

“如果新细胞在如此紧张的条件下产生，它们就会被杀死。干细胞最好保持休眠状态，等待压力消失后再产生神经元。”

这项研究可能有助于解释为什么某些版本的FOXO3与超长和健康的生命有关——它们可能有助于人们保持良好的脑干细胞储备。

这也可能有助于解释为什么定期锻炼有助于保持头脑敏锐，因为锻炼可以提高FOXO3含量。

但是，Paik博士警告说，现在要知道这一新信息是否可以用于创造新的脑部疾病疗法还为时过早。

“这可能是一把双刃剑，”Paik博士解释说。

“过度激活FOXO3是非常有害的。我们不想一直让它开启。”

为了更好地了解其中的过程，她和她的同事将继续研究FOXO3是如何被调控的，以及短暂地打开或关闭它是否对健康有益。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

参考资料: