大脑“返老还童”？科学家利用脑脊液实现老年小鼠记忆改善｜钛媒体科普

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大脑“返老还童”？科学家利用脑脊液实现老年小鼠记忆改善｜钛媒体科普

林志佳

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一则美英科学家实现老鼠大脑“返老还童”实验的消息，引起了网络热议，该研究结果证明了年轻小鼠的脑脊液对衰老大脑具有潜在的再生性能。

大脑“返老还童”？科学家利用脑脊液实现老年小鼠记忆改善｜钛媒体科普

（图片来源：Unsplash）

一则美英科学家实现老鼠大脑“返老还童”实验的消息，引起了网络热议。

钛媒体App 5月15日消息，顶级学术期刊英国《自然》（Nature）杂志近日发表了一份新的研究成果：美国斯坦福大学神经科学院、医学院，与英国伦敦大学等21 位科学家组成的国际科研团队，利用脑脊液内关键靶点Fgf17因子，将年轻小鼠的脑脊液（CSF）注射至老年小鼠的大脑中，能够逆转后者的记忆衰退，提升老年小鼠的记忆力，实现记忆改善。

该研究结果证明了年轻小鼠的脑脊液对衰老大脑具有潜在的再生性能。

美国波士顿儿童医院的神经生物学家Maria Lehtinen等人评价称，上述研究在大脑健康和衰老领域取得了突破性进展，通过脑脊液因子移植到老年小鼠中，实现记忆改善，有益于老年性痴呆（阿尔茨海默病）等疾病的药物递送方式研究。“从基础科学的角度来看，这是令人兴奋的实验成果，但同时也期待着其应用于临床治疗当中。”

论文发布后，钛媒体App 向本论文通讯作者、斯坦福大学神经科学院教授Tony Wyss-Coray寻求邮件采访，但截止发稿前，暂未得到回复。

实验只需三步，年轻小鼠脑脊液能让老年小鼠记忆改善

事实上，作为存在于大脑与脊髓中的液体，脑脊液是中枢神经系统版本的“血浆”，其重要性在于缓冲大脑和脊髓，神经系统疾病的重要标志，对正常的大脑发育至关重要。

但随着哺乳动物的年龄逐渐增长，脑脊液的蛋白的组成发生了变化，表现为炎症蛋白的增加和脑源性神经营养因子(BDNF)等生长因子的减少，记忆功能在衰退。因此，提取年轻动物的脑脊液，通过移植手段印证是否可以“返老还童”，就成为了新的研究课题。

早在2014年，Wyss-Coray教授带领团队就发表了一项影响深远的成果：同样是在小鼠实验中，将年轻者的血浆输给老年个体后，老年个体的大脑变年轻了。随后几年，Wyss-Coray教授开启了大脑衰老相关的研究，并不断通过研究实验，从进一步解释年轻血液为什么能逆转大脑衰老。

在小鼠实验中，爱运动的年轻小鼠血液里包含了多个与大脑衰老密切相关的血浆蛋白，通过移植手段可以保护记忆不被流失，以及抑制住大脑衰老。后来，他们又进行了人体对照实验：一家位于美国加利福尼亚州的Alkahest公司，与Wyss-Coray教授合作，展开了18人参与的临床实验。结果表明，Alkahest的血浆衍生产品对小鼠和痴呆症患者有一些认知益处。

5年前，本论文共同作者Tal Iram博士，开始在Wyss-Coray教授实验室担任博士后时，她再次提出了这个大胆的想法：从年轻小鼠的脑室中提取“脑脊液体”，研究能否通过脑脊液的转移恢复老年大脑的活力。随后团队进行了相关小鼠研究实验，印证这个推论。
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本论文的两位通讯作者Tal Iram博士（左）和Tony Wyss-Coray教授（右）（图片来源：斯坦福大学个人主页）

本次实验，Tal Iram博士通过以下三步实验去印证了上述这个推断是正确的：

第一步，Iram博士和她的同事对20个月大的老鼠们的脚进行了三次小电击，并在闪光灯和声音中反复让老鼠大脑记住这种恐惧状态。然后他们将出生10周小鼠的年轻脑脊液，注入上述电击过的8只老鼠的大脑，而对照组的10只被电击过的小鼠，则给予健康人类的人工脑脊液。最终在三周后重建此类情景时，接受年轻脑脊液组中有40%的小鼠会记得之前恐惧场面并僵住；而在人工脑脊液组中，只有18%的小鼠会记得。从而表明，年轻的脑脊液可以恢复一些衰老的大脑能力。

第二步，为了明确上述现象背后的机制，以及控制大脑记忆中心的海马体结构，Iram博士团队从年轻的脑脊液混合物中分离出一种蛋白因子，即名为SRF的转录因子，它能介导年轻小鼠脑脊液对少突胶质前体细胞的影响，而且该转录因子在老年小鼠海马体中的表达会下降。此外，成纤维细胞生长因子17 (Fgf17)是诱导SRF信号转导的候选分子，可以利用Fgf17，在给老年小鼠注射脑脊液能重现年轻小鼠回忆效应，包括诱导少突胶质前体细胞增殖和改善记忆功能。
最后一步，Iram博士团队花了一年多的时间，完善收集每只小鼠10微升脑脊液，并移植灌注到老年小鼠、记忆任务、RNA测序和组织学，通过显微镜研究细胞实验数据，来印证上述推断是否存在偶发性。不过由于收集和注射小鼠大脑的技术限制，通过体内进行脑脊液转移实验一直很困难。因此，他们通过技术手段精准在小鼠脑室处缓慢输液，从而完成了研究实验。

最终，Tal Iram博士和Wyss-Coray教授表示，这些实验发现表明，年轻的脑脊液具有“返老还童”的能力，并确定Fgf17是在恢复衰老大脑中少突胶质细胞功能的关键靶点。而且研究人员认为，Fgf17和脑脊液似乎有望成为大脑健康的灵丹妙药，这对于提高我们对大脑衰老的理解、预防/挽救与衰老和相关神经退行性疾病非常重要。