
X染色體上的休眠基因可能會在老年後恢復活力,這可能會使雌性大腦的衰老大腦無法增強男性大腦無法接受。
這種現象可能有助於解釋為什麼在許多措施上,女性在老年時表現出比男性更高的認知韌性水平。
這些發現來自實驗室小鼠的一項新研究,研究人員還通過人類的遺傳數據來支持結果。仍然需要進行更多的研究來確認小鼠的發現轉化為人們,但總體而言,工作表明女性和男性大腦年齡的潛在差異。
從歷史上看,“我們根本沒有看過X Chrom [Osome]。”雷切爾·巴克利(Rachel Buckley),哈佛醫學院的神經病學副教授,沒有參與新研究。 “現在,我們開始真正地散發出非常非常大的聚光燈,我們開始意識到我們尚未完全欣賞的事情”,即性愛可能會影響大腦的年齡。
Buckley告訴Live Science:“這些論文中有一些非常重要且潛在的治療靶標。”
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女性大腦的韌性
男性和女性的年齡似乎存在根本差異。當涉及大腦時,女性的發生率較低各種形式的癡呆比男性那樣,平均。一個例外是,女性的發生率較高比男性那樣患有阿爾茨海默氏症的女性傾向於生存更長的時間比男性患病。
研究第一作者說:“與雄性相比瑪格麗特·加德克(Margaret Gadek),加利福尼亞大學舊金山分校的MD-PHD學生。卡德克告訴《 Live Science》:“這些趨勢可能存在的原因有很多,但是我們想研究的一件事是X染色體的作用。”
除了激素外,性染色體X和Y是男性和女性之間最明顯的生物學差異之一,它們可以幫助提供生物學解釋,說明為什麼這些差異在衰老中會出現。
雄性通常在每個細胞中攜帶一個X和一個Y;他們從母親和父親那裡繼承了X。另一方面,女性通常攜帶兩個x- 一個來自媽媽,一個來自爸爸。但是每個細胞只需要一個X即可活躍,因此在女性中,第二個X被“沉默”,僅留下母體或父親X。
這不是一個無縫的過程。沉默的X染色體上的某些基因逃脫了沉默過程,因此保持打開, 儘管其他基因可能會重新打開隨著一個人的年齡。加德克(Gadek)和她的同事們想知道這些“重新誇大”基因可能會導致大腦衰老,尤其是考慮到這種沉默是一種獨特的女性現象。
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將近二十個“重新喚醒”基因
在他們的新研究中,於3月5日發表在《期刊》上科學進步,研究人員跨越了實驗室小鼠的兩種亞種 - 稱為智人和馬斯卡斯坦斯- 這樣每個囓齒動物的後代都將從以前的亞種和後者繼承一個X。團隊還基因調整了老鼠,以使X來自M. Castaneus總是沉默。通常,每個單元格中恰好被沉默的X是隨機的。
Gadek解釋說,這種實驗設置使得更容易分辨出一種活躍基因屬於哪個染色體,因此,它是否“逃脫”了沉默過程。
隨後,小組掌握了修改後的小鼠,然後檢查了四隻小鼠和四隻老鼠的基因活性,後者是20個月大。 (在人類時期大約是65歲。)
他們特別放大了細胞中基因活性這是大腦中的關鍵記憶中心,往往會隨著正常的衰老和認知能力下降而收縮,並且在癡呆症中受到嚴重影響。他們總共查看了超過40,000個細胞,包括神經元和各種類型的神經膠質細胞,這些細胞有助於維持和支持大腦中的神經元,並製造一種被稱為髓磷脂的絕緣物質。
該分析表明,隨著年齡的增長,最初沉默的大約22個基因被重新打開。加德(Gadek)補充說,其中一些相同的基因在許多小鼠中都重新喚醒,而另一些相同的基因則更可變。
巴克利說:“我真的很震驚地看到,我們可能會考慮X相關的失活逃避現實是年齡的功能。”她補充說:“因此,隨著女性的年齡增長,它會有更多的東西”,這意味著X連鎖基因活動 - 實際上,其中一些具有保護性。”
絕緣在大腦中的重要性
在22個重新誇大的基因中,一個稱為PLP1加德克說,這是有趣的,部分原因是它在研究的九種細胞類型中的七種中被打開了。
PLP1攜帶了使髓磷脂的關鍵組成部分的說明,即有助於神經元有效發送信號的脂肪絕緣材料。眾所周知,PLP1中的突變會減少大腦中髓磷脂的量,導致智力殘疾。還知道髓鞘可以衰老髓磷脂功能的喪失會導致認知能力下降。
為了了解PLP1的重新喚醒是否可以增強認知,科學家對雄性和雌性小鼠進行了一些實驗。在一個中,他們確認,年齡較大的雌性小鼠在海馬中的PLP1活性比老年雄性小鼠更多。在第二個實驗中,研究人員使用在老雄性和老女性中,他們發現兩性在這一提升之後的學習和記憶測試中都表現得更好。
為了查看任何發現是否擴展到人類,團隊查看了先前收集的數據,以研究人類腦組織。數據不適合海馬,但是立即圍繞海馬的腦組織在老年女性中顯示出比老年男性更大的PLP1激活。因此,暗示人們可能在人們中展現出相同的現象。
加德克說,將來,由於當前的小鼠實驗僅考慮健康的衰老,因此她有興趣在癡呆症等疾病的動物模型中查看這種重新喚醒的基因。巴克利補充說,在更年期的情況下研究這種現像也很有趣。
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在更年期中,雌激素水平暴跌。激素在大腦中具有許多功能,包括將血液從血液中拔到腦細胞中。巴克利指出了由神經科學家領導的研究羅伯塔·布林頓亞利桑那大學(University of Arizona)表明,隨著雌激素水平的下降,大腦可能會分解一些自己的髓磷脂燃料。
在閱讀新研究時,巴克利(Buckley)連接了這些點,並想知道後來生命中髓鞘中的提升是否可以從更年期期間較早的打擊中恢復過來。她說:“這確實使我坐起來要注意。”儘管這個想法目前是投機性的。
鑑於當前的研究主要是在小鼠中,巴克利確實指出,需要更多的工作來查看這種現像如何在人腦中展開。從長遠來看,科學家應該研究Y染色體在大腦衰老中的作用。她指出,儘管它的基因遠低於X,但仍可能產生影響。
加德克說:“本文強調的一件事是,研究性染色體不是一個利基女性的健康問題。” “它提供了有關認知衰老的見解,當然還有其他健康領域,可以使男性和女性和每個人都受益,因為我們都有X染色體。”