华侨网 科技教育 《自然-衰老》:注射“长寿蛋白”或能治疗神经退行性疾病?
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《自然-衰老》:注射“长寿蛋白”或能治疗神经退行性疾病?

·“由于灵长类动物和人类在遗传和生理上有相似之处,因此注射klotho蛋白可能是治疗人类认知障碍的潜在方法。”伦敦大学学院英国痴呆症研究所的神经科学家Marc Busche说。

最新研究显示,向老年恒河猴注射一种名为klotho的蛋白,可以改善它们的工作记忆和完成某些任务的能力。目前尚不清楚这一反应的工作机制,但该研究结果标志着——在临床使用klotho来提高认知能力,可能成为治疗神经退行性疾病的新疗法。

该研究文章《Longevity factor klotho enhances cognition in aged nonhuman primates》已于当地时间7月3日发表在《自然-衰老》(Nature Aging)杂志上。

据悉,klotho是一种跨膜蛋白(一种贯穿跨越生物膜两端的蛋白),主要在肾脏和大脑脉络丛(产生脑脊液的结构)中表达,并随着年龄增长而减少,因此又被称为“长寿蛋白”。这种蛋白以希腊女神klotho的名字命名,在希腊神话中,klotho是命运之神之一,她编织着生命之线。研究表明,klotho水平较高的人,无论是由于klotho基因变异还是其他原因,认知能力都有所提高,神经病理指标有所降低,患与衰老相关的痴呆症和阿尔茨海默病的风险也较低。

在本次实验中,研究人员对老年恒河猴(平均年龄21.78岁;假定人类年龄= 65岁)进行了单次10g/kg klotho的皮下注射,这一剂量与人类和小鼠体内的天然klotho含量相当。恒河猴和人类一样,随着年龄的增长,认知能力也会下降,但与人类不同的是,这种下降是由于突触变化而不是神经元损失引起的。

他们使用空间延迟反应(同时评估低和高认知负荷下的工作和空间记忆)任务来评估老年恒河猴的认知能力,特别是额颞回路(负责分析、执行、语言、词汇等功能)和大脑海马体(负责短时记忆)和前额皮质(涉及执行功能、计划能力)等区域的表现。在实验中,猴子必须记住一种食物的位置,该食物被研究人员放在几口井当中的一个,然后井口被隐藏起来。Dena Dubal说:“这项测试就像你回忆把车停在停车场的位置,或者在听到一系列数字几分钟后记住它。随着年龄的增长,此类任务变得更加困难。”

试验结果显示,在治疗结束后的两周内,猴子在这些测试中的表现明显更好,高认知负荷(认知负荷指一个人在执行某项任务时所需的认知资源数量)下的认知增强好处很明显,低认知负荷下的认知能力也有所改善,且这种改善没有性别差异。

随后,研究人员向老年恒河猴注射30g/kg 的 klotho来研究这一有益影响是否具有剂量依赖性。结果显示,剂量的大小对老年恒河猴的认知功能改善没有差别。值得注意的是,目前的剂量差别还未达到统计学标准,因此尚不清楚高于测试剂量是否会损害人类脑部认知。伦敦大学学院英国痴呆症研究所(UK Dementia Research Institute group at University College London)的神经科学家Marc Busche说,这增加了研究结果的复杂性,这表明大脑的行为模式比之前想象的更加微妙。

不过“由于灵长类动物和人类在遗传和生理上有相似之处,因此注射klotho蛋白可能是治疗人类认知障碍的潜在方法。”Marc Busche表示。

美国耶鲁大学医学院(Yale School of Medicine)和美国加州大学旧金山分校(University of California, San Francisco)的研究人员总结说:“我们的数据显示,较低剂量的klotho(相当于基线水平的五倍,与人类出生时观察到的水平相似)可以增强老年非人类灵长类动物的认知能力。” 此前也有小鼠研究表明,注射 klotho可以延长动物的寿命并增加突触可塑性(控制神经元之间通信的能力)。

“认知障碍是衰老的重要问题,它会侵蚀我们的语言、记忆和自我的本质。” 论文共同通讯作者、加州大学旧金山分校的神经科学家Dena Dubal博士表示,“认知问题一直是最大的生物医学挑战之一,现在我们迫切需要临床试验来看看klotho在老年人身上的功效。”

不过研究人员也表示,目前还不清楚注射klotho对大脑认知产生反应的具体机制,也不清楚该影响持续较长时间的原因。此外,由于klotho本身不能穿过血液到大脑的屏障,所以涉及的中间物目前仍不明确。

klotho作为 “长寿蛋白”不仅与认知反应有关,2023年1月10日的一项研究表明, klotho 可以保护骨骼肌内的线粒体(细胞中制造能量的结构),并在受伤后骨骼肌再生中发挥关键作用。klotho 减少会损害健康软骨中的软骨细胞,导致骨关节炎风险的提升。另有研究显示,低 klotho 水平会影响包括高血压、早发性痴呆等其他与衰老相关的疾病。

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