<p>哈佛大學(xué)研究人員剛剛發(fā)表在《細(xì)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(rèn)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(xì)胞連鎖反應(yīng)的結(jié)果。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;了解衰老是生物醫(yī)學(xué)最重要的目標(biāo)之一，&rdquo;莊曉偉說，他是化學(xué)和化學(xué)生物學(xué)系的科學(xué)教授，物理學(xué)教授，霍華德休斯醫(yī)學(xué)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(fù)雜。它含有異常高的細(xì)胞多樣性，許多不同類型的神經(jīng)元和非神經(jīng)元細(xì)胞形成復(fù)雜的相互作用網(wǎng)絡(luò)。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>為了研究如此復(fù)雜的系統(tǒng)，研究人員使用了由莊實(shí)驗室開發(fā)的MERFISH成像方法，該實(shí)驗室在發(fā)明新型成像方法并將其應(yīng)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(xì)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(dá)圖譜&rdquo;，觀察細(xì)胞之間的&ldquo;鄰里關(guān)系&rdquo;，Samuel W. Morris大學(xué)分子與細(xì)胞生物學(xué)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(dá)的變化，還可以觀察基因表達(dá)的變化，特別是與空間關(guān)系相關(guān)的特定細(xì)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(xué)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(shí)驗室和杜拉克實(shí)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(yīng)用于小鼠大腦，確定了神經(jīng)元細(xì)胞或神經(jīng)細(xì)胞和非神經(jīng)元細(xì)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(xì)胞表達(dá)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(shè)了。&rdquo;&ldquo;我們使用的實(shí)驗策略&mdash;&mdash;MERFISH，結(jié)合單細(xì)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(xì)胞，如膠質(zhì)細(xì)胞和免疫細(xì)胞，在基因表達(dá)和細(xì)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(xì)胞、星形膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞中。莊說:&ldquo;由于這些不同的細(xì)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(xì)胞不健康，開始脫落髓磷脂&rdquo;，就會引發(fā)連鎖反應(yīng)，影響神經(jīng)元和非神經(jīng)元細(xì)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(rèn)知障礙有關(guān)，而認(rèn)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(xì)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(xì)胞，這反過來又導(dǎo)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(jìn)行的研究提供了路線圖，這些研究由MERFISH等技術(shù)實(shí)現(xiàn)。杜拉克說，能夠&ldquo;對完整組織中所有不同類型的細(xì)胞和大量基因進(jìn)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(shè)。&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(shí)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(bǔ)技能的正在進(jìn)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(shí)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(xué)態(tài)度觀點(diǎn)。</p> </blockquote>