Nature重要成果：第一次发现神经活动对人类寿命的影响

哈佛医学院Blavatnik研究所的科学家最新研究表明，很早之前被证实与痴呆症和癫痫有关的大脑神经活动，在人类衰老和寿命中也发挥着作用。

这一重要发现公布在10月16日的Nature杂志上，这项研究基于人脑，小鼠和线虫，表明大脑过度活动与较短的寿命有关，而抑制这种过度活动可延长寿命。

短暂事件对寿命的影响

这些发现提供了神经系统活动影响人类寿命的第一个证据。尽管以前的研究表明，神经系统的某些部分会影响动物的衰老，但神经活动在衰老中的作用，尤其是在人类中，仍然模糊不清。

文章通讯作者，HMS遗传学教授Bruce Yankner说：“我们发现了一个有趣现象——像神经回路活动状态这样短暂的事件可能会对生理和寿命造成如此广泛的影响。”

而且这种神经兴奋似乎是沿着一系列众所周知的影响寿命的分子事件起作用的：胰岛素和胰岛素样生长因子（IGF）信号传导途径。

这种信号级联反应的关键是一种名为REST的蛋白质，此前Yankner实验室研究发现该蛋白质可以保护衰老的大脑免受痴呆和其他压力的影响。

神经活动是指大脑中电流和传导的持续闪烁。作者认为，过度的活动或兴奋可能以多种方式表现出来，从肌肉抽搐到情绪或思想的改变。

不过这项研究尚不清楚一个人的思想，个性或行为是否会影响其寿命，或如何影响其寿命。

Yankner说：“令人兴奋的是，未来我们可以通过这些发现，将与人类高阶大脑功能联系起来。”

这项研究可以为涉及神经过度活动的疾病（如阿茨海默氏病和躁郁症）的新疗法的设计提供参考。

此外，这些发现也解释了某些药物（例如针对REST的药物）或某些行为（例如冥想）可以通过调节神经活动来延长寿命的可能性。

Yankner说，人类神经活动的变化可能既有遗传原因，也有环境原因，这将为治疗干预开辟未来的途径。

条条大路通REST

Yankner及其同事通过分析数百名60岁至100多岁死亡的人捐赠的脑组织中的基因表达模式，开展了他们的研究。

这些信息是通过对三项独立研究收集的，这项研究中分析的样品来自在认知上是完整的个体，这意味着他们没有痴呆症。

Yankner说，之后他们发现年龄较大的和较年轻的参与者之间出现了惊人的差异——寿命最长的人（年龄在85岁以上死亡）要比年轻一些的人（60-80岁之间死亡），其神经兴奋相关的基因的表达水平要低。

接下来是所有科学家都面临的问题：相关性还是因果关系？是神经兴奋的这种差异仅仅是在决定寿命的更重要因素边发生，还是兴奋水平直接影响寿命？如果是这样，怎么办？

该团队进行了一系列实验，包括对秀丽隐杆线虫模型生物的遗传，细胞和分子生物学测试。转基因小鼠的分析；以及对生活了一个多世纪的人们的脑组织分析。

这些实验表明，改变神经兴奋确实会影响寿命，研究人员也阐明了在分子水平上可能发生的事情。

所有迹象都指向蛋白质REST。

研究人员发现，众所周知，REST可以调节基因，它还能抑制神经兴奋。在动物模型中阻断REST或其等效物可导致更高的神经活动和更早的死亡，而增强REST则相反。与百岁老人相比，70，80岁死亡的老人在其脑细胞核中拥有更少的REST。

文章另外一位作者，HMS遗传学教授Monica Colaiácovo说：“看到所有这些不同的证据融合在一起，真是令人兴奋，”他的实验室在秀丽隐杆线虫的研究中进行了合作。

研究人员发现，从线虫到哺乳动物，REST都能抑制与神经兴奋有关的基因的表达，例如离子通道，神经递质受体和突触的结构成分。

较低的激发有反过来会激活称为forkhead转录因子的蛋白质家族。这些蛋白质在许多动物中已显示通过胰岛素/IGF信号传导介导“长寿途径”。科学家认为，热量限制可以激活这种途径。

除了在防止神经退行性疾病方面的新作用外，REST在长寿中的作用也为开发靶向该蛋白质的药物提供了更多动力。

确定这种疗法是否会减少神经兴奋，促进健康的衰老或延长寿命，还需要花费时间和许多测试，但这一概念吸引了一些研究人员。

Colaiácovo说：“激活REST会减少人类的兴奋性神经活动，并延缓衰老，这一可能性非常令人兴奋。”

Yankner说：“我们现在有足够的人参加这些研究，将老龄化的人群划分为几个遗传亚组。这些信息是无价的，它说明了为什么支持人类遗传学的未来如此重要。”