北京時間10月17日，發表在《Nature》上的一篇新研究中，來自美國哈佛醫學院的科學家發現，長期以來與從痴呆症到癲癇等疾病有關的大腦神經活動，在人類衰老和壽命方面也發揮著作用。
這項基於人腦、小鼠和蠕蟲的研究，表明大腦中的過度活動與縮短壽命有關，而抑制這種過度活動會延長壽命。
這一發現提供了神經系統活動影響人類壽命的第一個證據。儘管先前的研究表明神經系統的某些部分會影響動物的衰老，但神經活動在衰老中的作用，特別是在人類中的作用仍然是個謎。
研究通訊作者、哈佛醫學院遺傳學教授Bruce Yankner說：「我們發現，像神經迴路活動狀態這樣短暫的東西會對生理學和壽命產生如此深遠的影響，這著實耐人尋味。」他也是Paul F.Glenn衰老生物學中心的主任。
Bruce Yankner
神經興奮似乎沿著一系列眾所周知影響壽命的分子事件起作用——胰島素和胰島素樣生長因子(IGF)信號傳導途徑。
這一信號級聯中的關鍵似乎是一種名為REST的蛋白質，此前Yankner實驗室顯示該蛋白質可以保護衰老的大腦免受痴呆和其他壓力的影響。
圖片來源：Nature
神經活動指的是大腦中電流和信息傳輸的持續閃爍。研究人員說，過度活動或興奮可能通過多種方式表現出來，從肌肉抽搐到情緒或思想的改變。
從這項研究中還不清楚一個人的思想、性格或行為是否或如何影響其壽命。
Yankner說：「一個令人興奮的未來研究領域將是確定這些發現如何與人類高階大腦功能聯繫起來。」
研究人員說，這項研究可以為涉及神經過度活動的疾病（如阿爾茲海默症和躁鬱症）的新療法的設計提供參考。這些發現增加了某些藥物（如靶向REST的藥物）或某些行為（冥想）可以通過調節神經活動來延長壽命的可能性。
Yankner說，人類神經活動的變化可能有遺傳和環境兩方面的因素，這將為未來的治療干預開闢道路。
條條大路通REST
Yankner及其同事通過分析三項針對老年人的獨立研究收集到的信息，研究了數百名60至100多歲死亡人捐贈的腦組織中的基因表達模式。被分析的人在認知上是完整的，這意味著他們沒有痴呆症。
Yankner說，年齡較大和較年輕的研究參與者之間出現了一個顯著的差異：壽命最長的人，即85歲以上的人，和那些死於60至80歲之間的人相比，與神經興奮相關的基因表達水平較低。
接下來是所有科學家面臨的問題：相關性還是因果關係？這種神經興奮的差異是與決定壽命的更重要的因素同時發生，還是興奮水平直接影響壽命？
為此，該團隊進行了一系列實驗，包括模式生物秀麗隱杆線蟲的遺傳、細胞和分子生物學測試，對基因修飾小鼠進行分析，以及活過百歲以上的人進行額外的腦組織分析。
這些實驗揭示了改變神經興奮確實會影響壽命，並闡明了在分子水平上可能發生的事情。
所有跡象都指向蛋白質REST！
研究人員發現，已知調節基因的REST也抑制神經興奮。在動物模型中阻斷REST或其等效物會導致更高的神經活動和更早的死亡，而增強REST則相反。與七八十歲就去世的人相比，百歲老人在其腦細胞核中擁有更多的REST。
過度的神經活動。視頻來源：Yankner實驗室
研究合著者、哈佛醫學院遺傳學教授Monica ColaiáCovo說：「看到所有這些不同證據的融合真令人興奮。」
研究人員發現，從蠕蟲到哺乳動物，REST都能抑制與神經興奮有關的基因表達，例如離子通道、神經遞質受體和突觸的結構成分。
較低的興奮反過來又激活了一組被稱為叉頭轉錄因子（FOXO）的蛋白質家族。這些蛋白質已顯示在許多動物中通過胰島素/IGF信號轉導「長壽途徑」。科學家認為，熱量限制可以激活該途徑。
除了在延緩神經退行性變方面的新作用外，REST在長壽中作用的發現還為開發靶向該蛋白質的藥物提供了更多動力。
雖然這需要時間和許多測試來確定這樣的治療是否會減少神經興奮，促進健康衰老或延長壽命，但這個概念已經吸引了一批研究人員。
Colaiácovo說：「 激活REST會減少人類的興奮性神經活動並延緩衰老的可能性非常令人興奮。」
作者強調，如果沒有大量的老齡化研究人群，這項工作是不可能完成的。
Yankner說：「我們現在有足夠多的人參與這些研究，以便將老齡化人群劃分為遺傳亞組。這些信息是無價的，也說明了為什麼支持人類遺傳學的未來如此重要。」