与青春相关的一种蛋白质可能有助于老化的脑细胞恢复一些失去的能力。来自西奈山医学院的科学家发现，TIMP2在保持大脑免疫细胞健康方面发挥着重要作用，这为了解大脑如何随着年龄变化提供了新的线索。 在《自然通讯》上发表的一项研究中，研究人员发现去除TIMP2会导致大脑免疫细胞（称为小胶质细胞）出现与衰老和神经退行性疾病相关的特征。当科学家在老鼠的血液中恢复TIMP2时，这些细胞在清除细胞碎片的能力上有所改善，并显示出更少的分子炎症迹象和其他潜在有害变化。这一发现表明，与青春相关的蛋白质可能有助于在大脑衰老时保留其天然防御能力。它还确定了TIMP2作为维持大脑健康免疫活动的重要因素。 随着年龄的增长，为什么大脑的免疫细胞变得不那么有效？变老是阿尔茨海默病和其他神经退行性疾病的最大已知风险因素。然而，科学家们仍然没有完全理解使老化大脑越来越容易受到这些疾病影响的生物过程。拼图的一个重要部分涉及小胶质细胞，这些专门的免疫细胞充当大脑的维护和防御系统。它们去除细胞废物，帮助维持神经元之间的通讯网络，并在脑组织受损时作出反应。随着大脑的老化，这些细胞可能会失去执行这些基本任务的一些能力。它们可能还会转变为促进炎症的状态，并干扰正常的脑功能。 “TIMP2促进大脑免疫细胞的健康功能，”西奈山医学院罗纳德·M·洛布阿尔茨海默病中心和弗里德曼脑研究所的神经科学副教授Joseph M. Castellano博士以及此次研究的通讯作者表示。“通过支持小胶质细胞清除碎片和限制适应不良反应的能力，TIMP2可能有助于恢复随着年龄增长而受到损害的小胶质细胞功能的一些方面。由于我们之前的工作表明TIMP2通过细胞外基质调节突触可塑性，这些发现表明该因子位于几个对正常脑功能至关重要的过程的交汇处。”突触可塑性指的是大脑增强或削弱神经元之间连接的能力，这是学习和记忆所必需的过程。细胞外基质是一种分子网络，围绕细胞并帮助支持和调节它们的活动。 大脑失去TIMP2会发生什么？为了研究TIMP2如何影响大脑免疫细胞，研究小组研究了代表不同生物学条件的几组小鼠。研究包括第一作者Brittany Hemmer博士，她在研究期间是Castellano实验室的一名研究生。一些小鼠经过基因修改，整个身体缺乏TIMP2。在其他小鼠中，研究人员专门从小胶质细胞或神经元中去除了该蛋白质。比较这些模型使团队能够检验TIMP2在健康和衰老的大脑中如何影响免疫细胞行为。科学家们使用多种先进技术研究这些变化。单细胞核RNA测序使他们得以检查单个细胞核中的基因活动模式。他们还使用详细成像、功能测试以及一种称为体内微透析的技术，该技术收集并测量活体脑组织中细胞周围液体的物质。结果显示，在缺乏TIMP2的情况下发生了显著变化。小胶质细胞出现了与衰老和脑损伤通常相关的多个特征。它们的细胞激活标志物发生了变化，清除碎片的能力下降，并显示出与细胞衰老、与衰老和细胞压力相关的生物状态的分子特征。影响不仅限于免疫细胞本身。通过体内微透析，研究人员还在大脑细胞周围的细胞外环境中检测到与炎症和压力相关的蛋白质水平升高。总的来说，这些发现表明TIMP2有助于防止小胶质细胞向潜在的有害状态转变。 恢复与青春相关的蛋白质改善老化脑细胞 接下来，研究人员探讨了提供TIMP2是否能够对抗随着年龄增长而观察到的一些变化。他们通过注射将TIMP2注入老鼠，使该蛋白质在全身循环。治疗产生了令人鼓舞的结果。小胶质细胞在清除细胞碎片方面变得更加有效，并且显示出与炎症状态相关的分子标记减少。换句话说，恢复与青春相关的蛋白质有助于老化的免疫...