大腦在生命的早期階段經(jīng)歷了快速的生長(zhǎng)和發(fā)育，接著,，當(dāng)人們進(jìn)入老齡之后,，大腦開始退化；然而,，人們對(duì)區(qū)別大腦發(fā)育和衰老的生物學(xué)過程卻所知甚少,。 在今天發(fā)表的網(wǎng)絡(luò)版Genome Research 的一篇報(bào)道中，研究人員發(fā)現(xiàn)了在年輕和衰老的大腦的變化之間發(fā)生的一種基因調(diào)控聯(lián)系,。
大腦在生命早期的年歲中發(fā)生了急劇的生長(zhǎng)和變化,，其中有些發(fā)育過程會(huì)一直延伸到成年期。 在生命后期的歲月中,，大腦經(jīng)歷了破壞性的變化,，例如腦容量的下降、突觸的喪失及認(rèn)知力的衰退,。 盡管大腦的發(fā)育和衰老是人們高強(qiáng)度研究的領(lǐng)域,，但傳統(tǒng)上,，它們是被分開研究的。人們對(duì)這兩種過程之中的界線所知甚少,。
大腦發(fā)育的基礎(chǔ)是復(fù)雜而且協(xié)調(diào)的基因調(diào)控的過程,。上海生命科學(xué)研究院的博士后研究人員Mehmet Somel說：“在發(fā)育的時(shí)候，許多基因被諸如轉(zhuǎn)錄因子和微RNA等調(diào)控因子打開及關(guān)上,。問題是,，這些所有這些調(diào)節(jié)過程一旦進(jìn)入成年期的時(shí)候是否都已停止了，或是它們?cè)谒ダ系倪^程中依然活躍,？”
Somel及其一個(gè)國(guó)際性的研究團(tuán)隊(duì)通過檢查在人與恒河猴的一生中其前額皮層中的信使RNA（mRNA）,、微RNA及蛋白表達(dá)的變化來解答這個(gè)問題。 人們認(rèn)為,，前額皮層參與了諸如復(fù)雜行為,、人格及決策等功能。
該研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),，在前額皮層中的獨(dú)特的基因調(diào)節(jié)模式在成熟之后不會(huì)停止,，相反，這一過程會(huì)持續(xù)進(jìn)入老年,。這是一個(gè)在許多不同的功能過程中都觀察到的現(xiàn)象,。 一個(gè)特別突出的例子是與神經(jīng)元功能有關(guān)的基因的下調(diào)。
以往的研究工作顯示,，神經(jīng)元基因隨著年齡的增長(zhǎng)會(huì)逐漸喪失其活性,，這歸因于在一生的時(shí)間中在神經(jīng)元細(xì)胞中所積累的損害。Somel及其同事顯示,，這一過程可在早至3到4歲的時(shí)候就已經(jīng)開始,，從而提示，這些變化可能是持續(xù)深入老年之后的正常的發(fā)育調(diào)控,。 盡管這些調(diào)控在發(fā)育的時(shí)候可能是有益的,，但在老年的時(shí)候，這些基因調(diào)控的繼續(xù)（或稱“失控的”發(fā)育）進(jìn)行可能就會(huì)變得有害了,。 有趣的是,，他們發(fā)現(xiàn)，該失控的神經(jīng)元發(fā)育在恒河猴中得到了保留,，但其是以一種加快的速度發(fā)生的,。 由于在恒河猴中，該調(diào)控過程進(jìn)展速度要快得多,，文章的作者提出,，這可能是使恒河猴壽命受到限制的一個(gè)重要的促成因子。恒河猴的壽命只有人類的約三分之一。
文章的作者提醒道,，衰老是一個(gè)由許多促成因子造成的非常復(fù)雜的過程,，但他們解釋說，他們的工作提示,，失控的發(fā)育可能是與老化有關(guān)的衰退的一個(gè)重要的促成因子,。
為什么進(jìn)化沒有消除這一可能是有害的過程呢？上海生命科學(xué)研究院的Philipp Khaitovich是本研究的資深作者,。他解釋說,，在老年的時(shí)候所經(jīng)歷的有害的影響可貫穿性地?cái)U(kuò)散并在人群中固定，特別是當(dāng)這些效應(yīng)在生命的早期是有益的,。
Khaitovich說：“從進(jìn)化上來說,，物種的繁殖是被最優(yōu)化的以保證其下一代的生存。實(shí)際上,，長(zhǎng)壽阻止了基因?qū)ψ兓h(huán)境的快速適應(yīng),。”
Khaitovich補(bǔ)充說，隨著他們現(xiàn)在開始了解這一進(jìn)化特征的生物學(xué)后果,，研究人員可能會(huì)發(fā)現(xiàn)將物種從早期繁殖到個(gè)體長(zhǎng)壽及增進(jìn)在老年時(shí)健康的平衡進(jìn)行轉(zhuǎn)變的方法,。(生物谷Bioon.com)
生物谷推薦原文出處：
Genome Research doi:10.1101/gr.106849.110.
MicroRNA, mRNA, and protein expression link development and aging in human and macaque brain.
Somel M、Guo S,、 Fu N,、Yan Z、 Yang Hu H,、 Xu Y、 Yuan Y,、 Ning Z,、 Hu Y、 Menzel C,、 Hu H,、 Lachmann M、 Zeng R,、 Chen W,、Khaitovich P.et al
