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
▲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。
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
▲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)。
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
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。
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