新的研究强调了中年在维持脑健康方面的重要性，特别是由于脑细胞处理受损线粒体方式的显著变化。这一关键回收过程的失败与阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病相关。然而，在老龄哺乳动物的大脑中研究这一过程直到最近才变得可行。
线粒体，通常被称为我们细胞的能量发电机，对于保持细胞健康至关重要。当它们受损时，会通过一种称为自噬的回收机制被消除，这一过程对细胞的长寿和功能尤为重要，尤其是在大脑中。自噬的中断与阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病密切相关，强调了药物开发和新疗法策略的需求。
赫尔辛基大学的麦克威廉姆斯实验室进行的最新研究，由博士生安娜·拉佩（Anna Rappe, MSc）领导，揭示了随着脑细胞年龄增长，自噬表现出一种动态和意外的模式。例如，在控制运动的老鼠大脑特定区域，自噬水平随着年龄的增长而增加。相反，与记忆相关的脑细胞则表现出自噬在早期增加而在老年急剧下降的初始趋势。这些结果突显了中年作为维持脑健康的重要转折点，为支持哺乳动物脑功能的分子过程提供了新的见解。
该研究的另一个重要发现表明，负责降解细胞废物的某些溶酶体会随着大脑的衰老而失去其酸性。这一显著发现与阿尔茨海默病模型中观察到的变化一致，暗示正常衰老过程可能加重神经退行性疾病的发展。这些结果挑战了早期关于自噬随着年龄增长而一致下降的信念，显示出在寿命更长的哺乳动物中，这一回收过程要复杂得多且具有变异性。
之前的研究，通常涉及像酵母和蠕虫这样的短寿命生物，表明自噬在生物生命周期内总体下降，提出它是衰老的重要标志。然而，由于神经组织的复杂性和传统研究的限制，研究哺乳动物大脑中的自噬一直很困难。直到最近，先进的技术才得以出现，使研究者能够追踪哺乳动物不同组织和器官中的自噬。麦克威廉姆斯实验室利用最新的鼠类遗传学、光生物学、神经科学和复杂成像技术，监测不同脑细胞类型随时间变化的自噬。研究结果强调了在长寿物种的脑衰老研究中，尤其是强调中年作为维持脑功能的重要时期的新视角的必要性。
理解健康和疾病中的脑衰老的重要性
参与这项研究的副教授托马斯·麦克威廉姆斯（Thomas McWilliams）详细阐述了这些发现的意义：
“众所周知，短寿命物种中的自噬减少。虽然不同物种之间存在共同的基因和机制，但寿命更长的哺乳动物的组织已经进化出应对不同挑战的能力。我们的研究显示，老鼠大脑中的自噬是相当动态的，并且暗示中年是维持哺乳动物脑健康的重要阶段。”
他指出，尽管在理解神经退行性疾病方面取得了一些进展，但现有疗法的高失败率凸显了创新策略的必要性。
“我们还有很多需要学习的地方，但我们对这些新的见解非常兴奋，这些见解增强了我们对脑衰老的理解。与我们的临床合作伙伴一起，我们致力于将这项研究推向实际的人类应用。我们期待我们的发现为公司和研究人员提供有价值的指导，以加速新治疗脑疾病的开发。”
更多细节
该研究已发表于《EMBO期刊》，并获得国际认可，安娜·拉佩在多个会议上获奖，包括2024年北欧自噬学会会议（在冰岛获得EMBO期刊最佳海报奖）、2024年芬兰解剖学会研讨会（在芬兰赫尔辛基获得联合最佳奖），以及之前在2022年FENS论坛（法国巴黎）上获得欧洲最大神经科学会议的最佳海报奖。麦克威廉姆斯在今年早些时候获得了来自简·埃尔科基金会的112万欧元资助，以进一步研究人类特有的自噬机制。
该研究由副教授托马斯·麦克威廉姆斯及其团队在赫尔辛基大学领导进行，得到了HiLIFE电子显微镜单元的海伦娜·维希宁博士和埃伊哈·约基塔洛博士，以及FIMM HCA单元的安蒂·哈西宁博士的重要合作支持。
