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進入新的一年，意味著年齡又增長了一歲。我們無法阻止時間的流淌，但科學發現的進步可以幫助我們抵擋歲月的侵蝕，延緩老化，延長健康壽命。

新年伊始，頂尖學術期刊《自然》上線了一項有關大腦衰老的新研究，科學家們對于大腦在衰老過程中發生的變化有了新的認識，也為開發防治衰老相關腦疾病的新療法提供了重要指導。

這項研究由艾倫研究所（Allen Institute）主導，以小鼠為模型，繪制出了一張大腦老化地圖，其展示了受衰老影響最為明顯的細胞類型和熱點腦區。美國國立衛生研究院（NIH）研究衰老的專家Richard J. Hodes博士評論說，這張新地圖可能會從根本上改變科學家思考衰老對大腦的影響方式。

在先前的工作中，研究團隊已經建立了繪制小鼠大腦高分辨率轉錄組細胞圖譜的方法，對小鼠整個大腦的細胞類型做出了全面的描述和分類。（相關閱讀：）

在此基礎上，新研究通過單細胞RNA測序數據繪制和比較了2個月的小鼠與18個月的小鼠的腦細胞圖譜，前者對應于剛成年的青年階段，后者對應于人類的中老年階段。研究人員重點關注了基因表達隨年齡增長而發生重大變化的細胞類型，并且在包括前腦、中腦和后腦在內的16個腦區找出細胞變化最集中的區域。

▲研究方法示意圖（圖片來源：參考資料[1]）

對120多萬個腦細胞進行高分辨率聚類后，研究人員發現，大腦中并非所有細胞類型都以同樣的方式衰老。有14種細胞類型的基因表達隨年齡增長發生了最為顯著的變化，可以認為這些細胞對衰老過程和衰老相關的腦疾病更為敏感。而這些細胞類型大部分并非神經元，而是屬于神經膠質細胞，也就是通常所認為的大腦支持細胞。

其中，基因表達對年齡最為敏感的細胞類型包括腦中的常駐免疫細胞小膠質細胞，某些類型的巨噬細胞，為神經纖維提供電絕緣層的少突膠質細胞，伸展細胞（tanycyte），上皮細胞。在免疫細胞和血管細胞中，主要表現為與免疫功能、抗原遞呈、炎癥和細胞運動相關的基因表達增加；在神經元、星形膠質細胞和成熟少突膠質細胞中，與神經元結構和功能相關的基因表達隨年齡增長而減少。

▲基因表達變化受衰老影響最顯著的細胞類型（圖片來源：參考資料[1]）

更重要的是，研究發現，下丘腦可能是大腦衰老的“樞紐”。下丘腦是大腦調節內臟活動的高級中樞，其分泌的激素控制著諸如體溫、心率、睡眠、進食和飲水等基本需求。

論文顯示，對衰老最敏感的一些細胞類型集中在下丘腦第三腦室附近，包括伸展細胞、上皮細胞和某些核團的特定神經元，這些細胞中隨年齡而發生顯著活性變化的那些基因也多與進食、代謝和能量平衡、激素傳遞、對營養的利用有關。換句話說，新發現的“大腦衰老樞紐”，顯示了飲食、營養與大腦的衰老和健康存在密切聯系，可能影響到一個人隨著衰老而患上腦疾病的風險。

▲熒光顯示下丘腦中不同深度的伸展細胞，它們是小鼠腦中基因表達隨年齡變化最顯著的細胞類型之一（圖片來源：參考資料[2]；Credit：Allen Institute）

有趣的是，一些研究顯示，間歇性斷食、熱量限制或其他一些旨在改善代謝的飲食策略可以延長壽命或健康壽命，而新研究對細胞類型的分析也將衰老與代謝變化聯系在了一起，為進一步開發抵抗大腦衰老的飲食策略奠定了細胞層面上的基礎。

研究論文的共同通訊作者曾紅葵博士指出，這項研究的重要意義是找到了大腦衰老過程中真正的關鍵參與者。未來，開發靶向這些特定細胞類型的工具，有望發現更多具體的飲食或藥物干預措施，通過改善這些細胞的功能，最終延緩大腦衰老、防治衰老相關神經退行性疾病。

參考資料：

[1] Kelly Jin et al., Brain-wide cell-type-specific transcriptomic signatures of healthy ageing in mice. Nature (2025) Doi: https://doi.org/10.1038/s41586-024-08350-8

[2] Key players in brain aging: New research identifies age-related damage on a cellular level. Retrieved Dec. 31, 2024 from https://www.eurekalert.org/news-releases/1069088

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