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《Nature》三箭齐发:发现“返老还童”关键因子!就藏在血小板中
作者:王聪 | 2023/11/12 16:04:35 | 浏览:1194 | 评论:0

实现“返老还童”一直是抗衰老领域科学家们的终极梦想。随着生命科学技术的快速发展,我们已经发现了一些有潜力的延缓衰老甚至逆转衰老的方法。以近期的一些研究为例,输注年轻的血液能够延长老年小鼠的寿命,改善大脑功能;注射长寿因子 Klotho 能够改善老年猴子的认知功能;而运动能够延缓衰老、延长寿命、延缓认知衰退。

意想不到的是,这三种看起来并不相关的延缓衰老、改善认知能力的方法,背后竟然有着同一个影响因素。

2023 年 8 月 16 日,加州大学旧金山分校的Saul Villeda 团队、Dena Dubal 团队和昆士兰大学的 Tara Walker 团队在 Nature、Nature Aging 和 Nature Communications 期刊发表了 3 篇论文。

这些研究确定了血小板因子 4(Platelet Factor 4,PF4)是年轻的血液、长寿因子 Klotho 和运动这三种方式能够实现延缓衰老的共同信使。

血小板是一种血液细胞,当出现伤口时,它会帮助形成凝块,促进伤口愈合。这项研究显示,血小板产生的 PF4 是一种认知增强剂,它能够让老年小鼠恢复到中年的敏锐度,让年轻小鼠变得更聪明。

具体来说,加州大学旧金山分校的Saul Villeda 团队在 Nature 期刊发表了题为:Platelet factors attenuate inflammation and rescue cognition in ageing(在衰老过程中,血小板因子减轻衰老过程中的炎症、恢复认知)的论文【1】。这项研究证实了年轻血液带来的认知益处依赖于 PF4。

加州大学旧金山分校的Dena Dubal 团队在 Nature Aging 发表了题为:Platelet factors are induced by longevity factor klotho and enhance cognition in young and aging mice(长寿因子 Klotho 诱导血小板因子,增强年轻和老年小鼠的认知能力)的论文【2】。这项研究证实了长寿因子 Klotho 带来的认知益处依赖于PF4。

昆士兰大学的 Tara Walker团队在 Nature Communications期刊发表了题为:Platelet-derived exerkine CXCL4/platelet factor 4 rejuvenates hippocampal neurogenesis and restores cognitive function in aged mice(血小板产生的运动因子 CXCL4/PF4 可使老年小鼠海马神经新生并恢复认知功能)的论文【3】。这项研究证实了运动带来的认知益处依赖于 PF4。

这三项研究成果在同一天发表,从三个不同的角度来证明了 PF4 对大脑认知功能的益处。

Dena Dubal表示,我们独立、偶然发现了同样的东西,这让我们大吃一惊。三种看起来不相关的干预措施都与血小板因子有关,这也证明了我们发现的生物学机制的有效性和可重复性。这也提示了我们,是时候重视血小板因子在大脑健康和提高认知能力方面的重要性了。

血小板缓解大脑和身体衰老带来的炎症

《Nature》三箭齐发:发现“返老还童”关键因子!就藏在血小板中

▲图 | Saul Villeda

这篇 Nature 论文的领导者 Saul Villeda是异体共生领域的专家,所谓异体共生,是通过手术将两只动物联系在一起,使它们共享血液、器官和环境。之前的研究显示,将年轻小鼠与老年小鼠进行异体共生,老年小鼠会变的更年轻,它们的肌肉力量增强、大脑认知能力提高、寿命也得到了延长。

早在 2014 年,Saul Villeda 就发现,使用去除血液中红细胞的血浆就能模拟异体共生,将年轻的血浆注射到老年小鼠体内,就能发挥与异体共生同样的作用。

《Nature》三箭齐发:发现“返老还童”关键因子!就藏在血小板中

在这篇 Nature 论文中,Saul Villeda 团队将年轻的血浆与年老的血浆进行比较,结果显示,年轻的血浆中含有更多的血小板因子 4(PF4)。仅仅将PF4注射到老年小鼠体内,其恢复作用与注射年轻小鼠血浆差不多,能将身体和大脑中老化的免疫系统稳定下来。注射 PF4 后的老年小鼠在各种记忆和学习任务中也表现更好。

Saul Villeda 表示,PF4 实际上使免疫系统看起来更年轻,它减少了所有这些活跃的促衰老免疫因子,导致大脑炎症减少、可塑性增强,最终增强了认知能力。在实验中 22 个月大的小鼠(相当于人类 70 多岁),PF4 治疗使它们恢复到相当于人类三四十岁时的功能。

血小板将 Klotho 的增强认知能力的信号传递到大脑

《Nature》三箭齐发:发现“返老还童”关键因子!就藏在血小板中

▲图 | Dena Dubal

十年前,Dena Dubal就发现了 Klotho 能够增强年轻和年老动物的认知能力,也使大脑更能抵抗与年龄有关的退化。而在上个月,她和她的团队在 Nature Aging 发表的一项研究显示,单次注射长寿因子 Klotho可以改善老年恒河猴的认知功能【4】。

但她也知道,Klotho 作用肯定是间接的,因为注射到体内的 Klotho 分子并不能到达大脑。在这项最新研究中,她发现将 Klotho 与大脑联系起来的其中一个因素——血小板因子4(PF4)。

《Nature》三箭齐发:发现“返老还童”关键因子!就藏在血小板中

PF4 对海马体(大脑中负责记忆的区域)有显著影响,在分子水平上增强了新神经连接的形成。在行为测试中,PF4 还让年老和年轻的小鼠的大脑都得到了提升,这也表明了即使在年轻的大脑中,也有改善认知功能的空间。

Dena Dubal 团队的这两项研究表明,这表明外周治疗或补充 Klotho 可能是对抗老年人认知衰退的干预手段。而 Klotho 带来的益处取决于对血小板的激活及由此带来的 PF4 的释放。

运动还可以通过血小板促进大脑健康

《Nature》三箭齐发:发现“返老还童”关键因子!就藏在血小板中

生命在于运动,之前的许多研究已经在人类中证实了运动能够让大脑保持敏捷,还能促进身体健康、延长寿命。

《Nature》三箭齐发:发现“返老还童”关键因子!就藏在血小板中

在这项最新研究中,Tara Walker 团队发现,运动后血小板会将血小板因子4(PF4)释放到血液中。当她像前两个团队一样单独测试 PF4 的效果时,发现它确实改善了老年小鼠的认知能力。

Tara Walker 表示,对于很多有健康问题、行动不便或年事已高的人来说,运动并不是一个可行的策略,所以药物干预是一个重要的研究领域。而现在,我们现在可以通过靶向血小板来促进神经发生,增强认知能力,抵消与年龄相关的认知能力下降。

论文链接:

1.https://www.nature.com/articles/s41586-023-06436-3

2.https://www.nature.com/articles/s43587-023-00468-0

3.https://www.nature.com/articles/s41467-023-39873-9

4.https://www.nature.com/articles/s43587-023-00441-x

 

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