一项新的动物研究表明,从母亲传给后代的 X 染色体可能会加速大脑衰老。
该研究强调了男性和女性大脑衰老过程中潜在的根本差异。这项研究是在老鼠身上进行的,但如果研究结果适用于人类,它们可能会指出认知能力下降的性别特异性驱动因素,并最终找到预防或治疗这些问题的方法。
“女性在许多衰老指标上都表现出了韧性,”资深研究作者说博士。德纳·杜巴尔加州大学旧金山分校 (UCSF) 神经病学教授、衰老和神经退行性疾病领域 David A. Coulter 教授。例如,他们并且有较低的比率各种形式的痴呆症。一个例外是,这对女性的影响更高,但即便如此,一些研究表明患有阿尔茨海默氏症的女性存活时间更长比男性多。
Dubal 和同事想知道性染色体 X 和 Y 是否可以帮助解释这些差异。有证据表明 X 染色体上的基因有助于预防痴呆症,而其他基因则导致认知能力下降的风险,说雷切尔·巴克利哈佛医学院神经病学副教授,没有参与这项新研究。这项新研究揭示了一个可能影响 X 染色体影响的潜在因素。
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X 的起源很重要
通常,女性携带两个X每个牢房里都有一个来自他们的妈妈,一个来自他们的爸爸。但细胞只需要一个 X 即可激活,因此另一个 X 会“沉默”。这导致雌性携带嵌合细胞,这些细胞使父本或母本 X 染色体沉默。与此同时,男性——通常携带一个X和一个Y——只从母亲那里继承了X,并且它在每个细胞中都很活跃。
杜巴尔说:“这让我们想知道女性的复原力,以及具有妈妈和爸爸的 X 染色体的多样性是否可能有助于复原力。”
为了探索这个想法,Dubal;萨米拉·阿卜杜莱·赛库,加州大学旧金山分校博士后研究员;和同事用不同年龄的雌性实验小鼠进行了实验。一些实验涉及使用遗传技巧来沉默某些小鼠的所有父本 X 染色体,只留下母亲的 X 染色体活跃。将这些小鼠与其他同时开启母系和父系 X 基因的小鼠进行比较。
“我实际上非常喜欢这种方法,”巴克利说。巴克利告诉《生活科学》杂志,将女性与男性进行比较会引入额外的与性别相关的因素,比如荷尔蒙差异。
杜巴尔指出,该团队还确保父母双方的 X 染色体在基因上是相同的。她解释说,因此出现的任何差异都与父母的遗传有关,而不是与基因本身的差异有关。这也使团队能够查明差异表观遗传学— 附着在 DNA 上并控制哪些基因可以被打开的化学标签。
年轻的“Mom-X”小鼠在认知上与其他年轻小鼠相似,在基于迷宫的测试中表现大致相同。但到了老年,他们的认知能力下降得更明显,尤其是空间记忆和认知能力下降。。 “检测显示出相当惊人的效果,”杜巴尔说。
研究小组想知道这些下降是否与,大脑中的一个关键记忆中心。为了了解这一点,他们观察了年轻和年老小鼠海马体 DNA 上的表观遗传标记。表观遗传标签在整个生命周期中都会发生变化,并具有一定的模式——换句话说,衰老程度更高。在年龄较大时,Mom-X 小鼠的海马体比同时具有 X 的小鼠表现出更大程度的生物衰老。
然后,科学家们根据妈妈或爸爸的 X 是否活跃对海马体中的神经元进行分类,这样他们就可以查看哪些基因被打开。
母体 X 上的三个基因(Sash3、Tlr7 和 Cysltr1)被沉默,但在父体 X 上却非常活跃。,他们研究了如果在只有母体 X 基因的年老老鼠的大脑中重新打开这些基因会发生什么。在测试中,这些小鼠的空间学习和记忆能力有所改善。
对人类来说意味着什么?
有趣的是,在人类中,这三个基因是 免疫 保护杜巴尔说,但它们在神经元中的确切作用尚未完全了解。未来的工作可以进一步研究这些基因在神经元和其他类型脑细胞中的作用。她补充说,目前还不清楚来自不同父母的 X 染色体如何或为何会经历不同的表观遗传变化。
研究小组还想调查这些发现对男性意味着什么,因为男性只携带母体 X 染色体,并且从理论上讲,他们的大脑老化率可能更高。杜巴尔推测,“人们可以想象”,一个人携带的母性 X 基因越活跃,对大脑衰老的影响就越明显。但这还有待证实。
当然,由于目前的研究仅在小鼠身上进行,未来的研究应该着眼于人类的大脑组织,以检查结果是否有效,巴克利说。 “这是非常独特和新颖的作品……但这是一个警告。”
巴克利说,从长远来看,这一系列研究可以帮助科学家了解性别对痴呆症风险的影响,并将其与教育等与性别关系更密切的其他因素区分开来。通过查明大脑衰老的生物驱动因素,研究人员可以更好地确定如何针对个体患者进行干预和定制治疗。
“现在,我们正在做一刀切的事情,”巴克利说。 “实际上,这不是我们要采取的行动。”