大腦衰老或是這個基因在作怪

隨著老齡化社會的到來，大腦衰老成為人們?nèi)找骊P(guān)心的話題。中國科學(xué)院昆明動物所研究人員利用來自4只年輕獼猴、3只老年獼猴44個腦區(qū)的547個轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，研究了非人靈長類動物大腦老化的潛在分子遺傳機(jī)制，并找到可能導(dǎo)致大腦衰老的新標(biāo)記基因。研究成果發(fā)表在最新一期國際期刊《基因組生物學(xué)》上。

昆明動物研究所靈長類進(jìn)化遺傳與發(fā)育學(xué)科組成員李明莉介紹，大腦衰老是一個復(fù)雜的過程，它依賴于多個腦區(qū)的精確調(diào)控，而以往的研究通常集中于少數(shù)腦區(qū)，缺乏一個涵蓋多個腦區(qū)的轉(zhuǎn)錄圖譜來解析大腦衰老背后的分子機(jī)制。

研究人員基于這些大規(guī)模轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，隨著年齡增長，皮質(zhì)內(nèi)腦區(qū)之間的表達(dá)連接性以及皮質(zhì)內(nèi)左右腦半球之間的表達(dá)連接性都在明顯下降。在各個腦區(qū)中，基因表達(dá)和選擇性剪接通過不同的機(jī)制來調(diào)控大腦衰老，而不同腦區(qū)之間老化的分子機(jī)制大同小異。

通過對老年獼猴的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)分析，研究人員發(fā)現(xiàn)了9個在老年猴中表現(xiàn)出連接性增強(qiáng)的模塊，并解析出一個網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵驅(qū)動基因PGLS，在老年猴中表達(dá)上調(diào)，可能對大腦衰老有重要作用。通過在小鼠體內(nèi)過表達(dá)PGLS，發(fā)現(xiàn)可導(dǎo)致小鼠出現(xiàn)衰老的表型，例如認(rèn)知能力下降，運(yùn)動能力下降和厭食，等等。進(jìn)一步的生物學(xué)實驗也證明，PGLS過表達(dá)導(dǎo)致突觸丟失和細(xì)胞凋亡。因此，研究人員推斷它很可能是大腦衰老的一個新的標(biāo)記基因。

據(jù)悉，這是依托“模式動物表型與遺傳研究國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施（靈長類）”建設(shè)開展的一項研究工作。這一設(shè)施將對靈長類動物表型與遺傳型進(jìn)行系統(tǒng)研究，快速、精準(zhǔn)深入解析生命現(xiàn)象變化中的表型與內(nèi)在的遺傳關(guān)系，對生命科學(xué)與醫(yī)藥健康領(lǐng)域研究具有重要意義。