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Nature | 80岁大脑重返20岁?0.54微米防护网成抗衰老新靶点

生物探索  · 公众号  · 生物  · 2025-02-27 16:35

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当研究人员用重组细菌黏蛋白酶(StcE)特异性清除糖萼中的黏蛋白成分后,年轻小鼠的血脑屏障在24小时内出现渗漏。通过磺基-NHS-生物素(sulfo-NHS-biotin)示踪实验可见,0.5 kDa的小分子物质突破防线,在大脑皮层形成明显渗漏点。持续48小时处理更引发灾难性后果——25%的小鼠出现脑膜和脑室出血,这模拟了人类衰老大脑中常见的微出血现象。
基因敲除实验进一步验证:特异性敲除内皮细胞的C1galt1基因后,年轻小鼠的糖萼完整性丧失,血管渗漏程度与自然衰老个体相当。透射电镜显示,这些小鼠的紧密连接出现20-40 nm的异常间隙,这正是BBB功能失守的结构证据。

阿尔茨海默病的共同危机:糖基化缺陷
研究团队分析了阿尔茨海默病和亨廷顿病患者脑组织样本,发现惊人的一致性——患者脑内皮细胞中,黏蛋白型O-糖基化通路相关基因表达量降低40-60%。免疫荧光显示,阿尔茨海默病患者脑血管的C1GALT1蛋白水平仅为同龄健康人的31%,这直接导致StcE探针结合量下降68%。
这种糖基化缺陷引发连锁反应:
紧密连接蛋白CLDN5表达量下降55%
氧化应激标志物增加3.2倍
炎症因子IL-6在脑脊液中升高4.7倍
这些数据揭示,糖萼崩塌可能是多种神经退行性疾病的共同病理基础。

基因疗法:重建大脑的"纳米护甲"
研究团队开发了革命性的腺相关病毒(Adeno-Associated Virus, AAV)基因治疗策略。通过PHP.V1病毒载体,将C1GALT1和B3GNT3基因靶向递送至老年小鼠的脑内皮细胞。8周后,这些衰老大脑展现出惊人变化:
糖萼厚度恢复至年轻水平的83%
血管渗漏面积减少72%
小胶质细胞激活标志CD68降低61%
海马区新生神经元数量增加2.3倍
更激动人心的是行为学测试:接受治疗的老鼠在Y迷宫中的自发交替率从48%提升至79%,情境恐惧记忆保留率从32%跃升至68%,认知功能接近年轻个体水平。

机制揭秘:从分子修复到认知重生
单核RNA测序(snRNA-seq)揭示了更深层的修复机制:
兴奋性神经元中突触相关基因(如Rims4、Wnt5a)表达恢复
星形胶质细胞的炎症反应基因(Apoe、Clu)下调55%
少突胶质细胞的髓鞘形成基因(Mbp、Plp1)上调2.1倍

这种全脑范围的年轻化效应,可能源于BBB修复后:
阻止血源性毒素(如纤维蛋白原)渗入






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