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大脑

大脑中的Menin蛋白:或许可逆转的衰老开关

如果大脑底部一个豌豆大小的微小腺体决定了整个身体的衰老速度,会怎样?发表在《PLOS Biology》期刊上的一项研究指出,下丘脑中的一种名为Menin的蛋白质是衰老的隐藏驱动因素之一。随着年龄增长,其水平下降,会引发脑部炎症、记忆受损、骨骼变弱和皮肤变薄。最引人注目的是:当研究人员将这种蛋白质重新注入老年小鼠体内时,它们延长了寿命并改善了认知能力,而一种名为D-丝氨酸的简单膳食补充剂则恢复了部分能力。这是一项引人入胜的基础发现,但重要的是要记住,这是一项动物研究,距离人类治疗还很遥远。

⏱️1 阅读分钟 ✍️Reverse Aging 👁️0 意见

每隔几年,我们就会发现自己以为已经了解的某个器官隐藏着令人惊讶的功能。这次是关于下丘脑,这个位于大脑底部、豌豆大小的微小结构,直到不久前,我们主要将其视为饥饿、口渴、体温和生物钟的控制中心。现在,越来越多的证据表明,这个小腺体所做的远不止这些:它可能默默地决定着整个身体的衰老速度。

故事的核心是一种蛋白质。由厦门大学李格朗(Lige Leng)领导的团队在《PLOS Biology》期刊上发表的研究,将一种名为Menin的蛋白质确定为衰老的主要驱动因素之一。当这种蛋白质在下丘脑中的水平随着年龄增长而下降时,一系列过程就会启动:慢性脑部炎症、记忆衰退、骨质流失和皮肤变薄。当研究人员将这种蛋白质恢复到原位时,部分时钟被逆转了。

这正是那种让衰老研究界兴奋的发现:不再是被动的衰老标志,而是一个影响速度的主动开关。但在兴奋之前,非常重要的是要理解究竟发现了什么、在哪种生物身上,以及实验室与人类之间的真正距离。

什么是Menin蛋白质?

为了理解这一发现,有必要了解一些概念:

  • Menin:由MEN1基因编码的蛋白质。多年来它在癌症领域广为人知,因为该基因的突变会导致遗传性肿瘤综合征。但其更深层的作用是表观遗传调控,即控制细胞中哪些基因被开启或关闭,而不改变DNA序列本身。
  • 下丘脑:大脑底部的一个微小结构,充当激素和代谢控制中心。研究人员专注于其内部一个特定区域——VMH(腹内侧核)。
  • 神经炎症:脑组织中的炎症。是衰老大脑和神经退行性疾病的主要标志之一。
  • D-丝氨酸:一种在大脑中充当信号分子的氨基酸。它对NMDA受体的正常功能至关重要,而NMDA受体是记忆形成和学习的关键组成部分。
  • NF-kB:一个激活炎症基因的核心信号系统。当它过度活跃时,会助长慢性炎症。

核心信息:Menin就像一个总指挥,负责抑制炎症并开启有益通路。当它消失时,这种平衡就被打破了

与衰老的联系:一个令人惊讶的机制

一个微小腺体中的单一蛋白质如何影响整个身体?该研究指出了两个主要作用途径。

第一条途径:抑制炎症。在下丘脑的某些神经细胞中,Menin与一种名为p65的蛋白质结合,阻断NF-kB系统的激活。只要Menin水平高,炎症就被抑制。但当Menin随年龄增长而下降时,刹车松开,NF-kB开始产生炎症细胞因子,如TNF、IL-6和IL-1 beta。这种炎症并不局限于局部:它会发出信号,加速远处组织(包括骨骼和皮肤)的衰老。

第二条途径:产生D-丝氨酸。这里找到了与记忆的直接联系。Menin表观遗传调控一种名为PHGDH的酶,该酶负责产生D-丝氨酸。当Menin下降时,D-丝氨酸的产生受损,连接下丘脑和海马体(记忆中心)的神经通路失去功能。没有足够的D-丝氨酸,海马体中的NMDA受体功能减弱,形成新记忆的能力下降。

这是一幅优雅的图景:一种蛋白质,一方面抑制炎症,另一方面开启记忆分子的产生。当它衰退时,两条途径同时失效,这解释了为什么单一蛋白质的下降会导致如此多不同的衰老症状。

当前证据

研究1:Menin下降加速早衰,2023年

研究人员培育了在下丘脑神经细胞中抑制Menin的小鼠。这些小鼠即使在10个月大(仅中年)时,也出现了早衰迹象:加速的认知衰退、下丘脑炎症加剧,以及寿命缩短,与对照组小鼠相比。这表明Menin下降不仅仅是衰老的伴随现象,而是可以导致衰老。

研究2:恢复Menin逆转老年小鼠的进程

在核心实验中,团队将Menin基因注射到20至22个月大的老年小鼠的下丘脑中。大约30天后,测量到显著改善:皮肤厚度和骨量增加,学习、认知和平衡能力改善,以及寿命延长。认知改善与海马体中D-丝氨酸水平升高有关。

研究3:D-丝氨酸补充剂恢复记忆

这里是引起头条新闻的部分。研究人员测试了是否可以通过膳食补充剂绕过基因注射的需要,并获得部分益处。三周的D-丝氨酸膳食补充恢复了老年小鼠在记忆测试中的表现。需要精确说明:补充剂改善了认知,但没有改善衰老的外周迹象(骨骼和皮肤),这些需要恢复蛋白质本身。

研究4:来自人类样本的线索

为了测试与人类的相关性,研究人员比较了血液中的D-丝氨酸水平。在非常年长的人(83至94岁)的样本中,发现D-丝氨酸水平低于年轻人(22至26岁)。这是一个令人鼓舞的线索,表明该通路也存在于人类中,但这只是相关性,而非证明补充D-丝氨酸对人类有益。

阿尔茨海默病和其他脑部疾病呢?

这一发现与关于炎症在大脑衰老中作用的大量知识相吻合。慢性神经炎症是阿尔茨海默病、帕金森病和其他神经退行性疾病的主要特征。下丘脑中单一蛋白质控制这一炎症开关的想法提供了一个新视角:也许部分脑部退化并非始于海马体本身,而是始于其上方的下丘脑控制中心。

此外,与D-丝氨酸的联系尤其有趣。这种分子已在精神分裂症和记忆的背景下被研究,而新研究指出了它在认知衰老中的作用。如果这种联系在人类中得到证实,它可能是一个相对容易获得的治疗靶点,因为D-丝氨酸是一种天然氨基酸,而非全新的药物。

然而,重要的是要记住,下丘脑也受到先前研究中确定的其他通路的控制,如NF-kB和GnRH因子。Menin是中央衰老控制拼图中的一块,而非全部故事

是否应该跑去购买D-丝氨酸?

这里需要停下来保持冷静的视角。尽管有令人兴奋的头条新闻,但存在一些实质性的保留意见:

  • 这是一项小鼠研究。几乎所有强有力的证据,特别是基因恢复和寿命延长,都是在动物身上进行的。衰老研究的历史充满了在老鼠身上效果显著但在人类身上失败的干预措施。这里的人类相关性仅限于D-丝氨酸水平的相关性,而非临床试验。
  • 将基因注射到下丘脑中在人类中不可行。最戏剧性地逆转进程的部分(恢复Menin)需要直接注射到大脑中,这是一种危险的实验性程序,目前不适用于实际使用。
  • D-丝氨酸补充剂并非没有风险。在其他研究中,高剂量的D-丝氨酸与肾毒性有关。它不是一种可以在没有监督的情况下服用的无害补充剂,并且没有针对抗衰老目的的既定人类剂量。
  • 外周改善需要蛋白质,而非补充剂。即使在小鼠中,D-丝氨酸也只改善了认知,而非骨骼和皮肤。也就是说,即使对老鼠来说,这种补充剂也不是全面抗衰老的灵丹妙药。

底线:这是一项优秀的基础发现,指向一个有前景的生物靶点,但它距离成为现成的治疗方法或推荐给人类的补充剂还很遥远。现在跑去购买D-丝氨酸粉末的人是基于小鼠研究,而非人类证据。

从这项研究中可以学到什么?

  1. 通过代谢健康保护下丘脑。下丘脑对过量糖分、腹部肥胖和胰岛素抵抗非常敏感。保持健康体重和平衡血糖水平可以保护这个控制中心以及Menin控制的通路。
  2. 减少慢性炎症。由于Menin主要通过抑制NF-kB起作用,任何减少基础炎症的措施都朝着同一方向:富含抗氧化剂的地中海饮食、充足的睡眠和减少慢性精神压力。
  3. 保持优质蛋白质供应。D-丝氨酸源自氨基酸通路。均衡饮食搭配良好的蛋白质来源提供了身体以受控方式自行产生神经信号分子所需的构建块。
  4. 有氧运动。有氧训练可减少神经炎症,增加海马体神经发生,并改善下丘脑的代谢健康。这是对衰老大脑健康最有力的干预措施。
  5. 在尝试任何实验性补充剂前咨询医生。不要根据标题开始服用D-丝氨酸或任何其他神经活性分子。不正确的剂量可能会损害肾脏和神经系统。

更广阔的视角

大脑中Menin蛋白质的故事说明了衰老研究中的一个核心原则:身体的衰老不一定是各个器官局部磨损的总和。有时它有一个中央指挥者。下丘脑,已经协调激素和代谢,正成为衰老速度控制中心的自然候选者。当其中的一种蛋白质衰退时,影响从大脑扩散到骨骼和皮肤。

这也是为什么这一发现如此令人兴奋,以及为什么需要谨慎的原因。中央开关是一把双刃剑:通过一个点影响许多事物的能力,正是如果系统被错误方向干扰时使干预变得危险的原因。在严格的人类研究证明相反之前,减缓下丘脑时钟的安全且经过验证的方法仍然是那个无聊但强大的清单:运动、饮食、睡眠和减少炎症。

要记住的信息:衰老科学正从发现隐藏驱动因素的阶段,进展到尝试控制它们的阶段。Menin蛋白质是这样一个驱动因素的显著例子,但仍在老鼠身上,而非人类。从实验室发现到安全的人类治疗,中间隔着多年谨慎的工作。

参考文献:
PLOS Biology - Hypothalamic Menin regulates systemic aging and cognitive decline
PubMed - Leng et al., Hypothalamic Menin and aging

来源和引文

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