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上帝!科学家发现 这种药物可以在一夜之间逆转与年龄相关的认知下降

发布于:2020-12-05 被浏览:3314次

认知能力是指人脑处理、存储和提取信息的能力。虽然每个人都希望大脑永远保持敏锐,但年龄对认知能力的影响是一个不可忽视的事实,尤其是在老年人群体中,执行能力、学习和记忆能力下降的现象非常普遍。

当地时间12月1日,来自加州大学旧金山分校的一个研究小组在eLife,为逆转由年龄引起的神经元、免疫和认知功能障碍带来了新的希望。发表了一份题为“小分子认知增强剂逆转小鼠与年龄相关的记忆衰退”的研究报告

报告的主角是一种名叫ISRIB,老年小鼠在服用了几剂药之后,认知能力得到快速恢复,同时大脑和免疫细胞恢复了活力,也就是说大脑功能得到了改善.的药物

DOI:10.7554/eLife.62048

该报告的作者之一、加州大学旧金山分校生物化学和生物物理学教授Peter Walter,说:“衰老的大脑似乎并没有永久丧失基本的认知能力,它原有的认知资源仍然存在,但它受到了细胞压力恶性循环的阻碍。ISRIB向我们展示了一种打破这种尴尬,恢复认知能力的方法。”

ISRIB的全称是综合应激反应(ISR)抑制剂(inhibitor).以前,蛋白质体内平衡的丧失已被证明与包括认知障碍在内的多种年龄相关疾病有关,ISR则是蛋白质稳态失调时诱发的信号中心调控网络的关键调节步骤是真核翻译起始因子eIF2.的磷酸化

这种药物的发现始于沃尔特教授2013年的一项研究,当时丹尼尔已经在细胞应激反应领域扎根了几十年,他试图从10多万种化合物中找到一种“解决方案”,可以有效地治疗创伤性脑损伤引起的认知下降。因为效力比其他分子强1000倍, ISRIB脱颖而出,并用于后续研究。2018年,研究员在揭示了ISRIB的作用机制, 《Science》发表了一篇文章,为该药物的进一步研究奠定了基础。

doi : 10.1126/science . aaq 0939

这项新的研究是基于以前的一项老鼠实验,当时研究人员发现,长期的ISR活化与创伤性脑损伤患者持续的认知和行为缺陷有关,使用ISRIB治疗几乎能够在一夕之间恢复小鼠正常的大脑功能。经常被比作因创伤性脑损伤而早衰,因此研究人员推测由衰老导致的认知衰退是否也与ISR有关,.的ISRIB治疗是否能够也改善甚至逆转由年龄引起认知衰退症状

现有研究表明,ISR可以通过HRI、PKR、PERK和GCN2激酶感知细胞的不同应激状态,但只有后三种激酶在哺乳动物大脑中表达。在为了找出与年龄相关的ISR激活的上游修饰因子,研究人员探索了年龄和给予ISRIB对这三种激酶的影响,发现GCN2发生了显著变化,并且在给予ISRIB后,这种激酶恢复到与年轻小鼠大脑相同的水平,这意味着短期给予ISRIB可以影响大脑中的ISR激活。

胰岛素抵抗综合征给药可影响脑中胰岛素抵抗综合征的激活

在进一步的实验中,研究人员训练老年小鼠做一项困难的活动,以评估ISR激活的减少是否会影响与年龄相关的认知障碍,并发现ISR的药物抑制明显提高了老年小鼠的学习能力,也就是说,抑制ISR可以逆转认知功能的广泛下降。

为了了解ISRIB如何改善大脑功能,研究人员在ISRIB治疗后1天后分析了老鼠大脑对学习和记忆起关键作用区域的海马体的细胞活性和解剖的结构。原来神经元衰老的共同特征几乎在一夜之间消失了,树突棘的丢失减少,神经元的电活动变得更加明快,对刺激的反应更加敏感,同时也表现出与周围细胞更强的连通性以及彼此之间形成了通常只在年轻小鼠脑中出现的稳定连接的能力。

除了与年龄相关的认知衰退和创伤性脑损伤外,根据沃尔特和他的同事ISRIB或许也是,额颞痴呆、阿尔茨海默氏病、肌萎缩性侧索硬化症(ALS)、多发性硬化症、帕金森氏病、唐氏综合症,等疾病的有效治疗手段.汇编的一篇综述

ISRIB分子的低温电子显微镜再现

当然,药物的毒副作用往往是一个令人担忧的话题。ISR是一种重要的小区安全机制,有人认为干扰ISR可能会产生严重影响。

但是从目前的研究来看,干扰ISR似乎并没有产生严重的不良反应。研究人员认为,这可能是因为只需要极少量的isri就能达到调节ISR的效果,而当细胞动员ISR抵抗侵入性传染病等疾病时,即使是最强大的isri也几乎不起作用。因此,研究人员似乎找到了一种理想的ISR操纵方法。

目前,isri已经获得了研究衰老生物学的美国公司Calico的许可,其他制药公司也开始采用ISR治疗疾病。

目标

参考文献:

[1]https://elifesciences.org/articles/62048

[2]https://www.ucsf.edu/news

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标签: 认知 小鼠 能力