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取消与年龄相关记忆丧失背后的分子机制
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取消与年龄相关记忆丧失背后的分子机制

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健忘和记忆丧失可能是衰老的正常部分,但也可以表示痴呆症的发作,是老年残疾和依赖性的主要原因之一。


全球人口迅速衰老14亿人预计到2030年将超过60岁,了解与年龄相关的记忆下降并不是至关重要的。通过取消我们的年龄如何背后的分子机制,希望是防止与年龄相关的记忆丧失并改善后来几年的生活质量。


一种最近的研究通过开展Ann Massie教授她来自Vrije Universiteit Brussel的团队出版分子精神病学,,,,可能揭示了如何防止与年龄相关的记忆丧失的线索。马西(Massie)和她的团队确定,令人惊讶的是,膜运输蛋白的损失-Antiporter System XC- - 可防止小鼠衰老期间的记忆丧失。


在接受采访捷克葡萄牙直播技术网络,Massie通过她的研究与我们交谈,并解释了为什么这一发现是出乎意料的。

凯蒂·布莱顿(KATIE BRIGHTON)(KB):您能强调研究生理衰老过程的重要性吗?


Ann Massie(AM):我们的预期寿命正在陡峭上升。我们不能避免变老,但是我们可以避免在健康状况不佳的情况下花费更多的时间。了解生理衰老过程将为我们提供理解病理衰老过程的线索。


KB:您能解释系统XC-的功能,以及到目前为止我们对该系统的了解吗?


是:System XC-以XCT作为特定亚基,是一种抗胞菌素,以换谷氨酸的速度出口。进口的胱氨酸将减少为半胱氨酸,在合成谷胱甘肽(一种重要的抗氧化剂)的合成中,可以用作一个基础。


在大脑中,出口的谷氨酸可以调节谷氨酸能神经传递,或者在过量时会诱导毒性。因此,系统XC的增强可能会产生双重效果:增加其活性可能会导致更好的防御系统抵抗氧化应激,但也可能导致大脑中谷氨酸过量导致的毒性。我们和其他人无法检测到抗植物遗传缺失的小鼠大脑中氧化应激增加的迹象。但是,我们以前确实确定了该止痛药在几个大脑区域中细胞外谷氨酸的重要来源。1,,,,2几条证据也强调了系统XC的功能 - 驱动神经炎症。3,,,,4,,,,5最后,我们先前报道了系统XC的遗传丧失 - 在小鼠模型中产生保护作用,以癫痫发作,癫痫,帕金森氏病等。1,,,,6,,,,2,,,,7


KB:您在这项研究中采用了哪些关键技术和方法,为什么?


是:鉴于这项研究的范围非常广泛,已经使用了足够的技术。为了更好地理解在系统XC存在和不存在的情况下年龄的老鼠 - 我们分析了寿命并进行了广泛的寿命体内分析我们的小鼠。这包括使用特定的迷宫(称为Barnes Maze)的抓地力测量,血液分析,葡萄糖耐量测试,临床脆弱分析,甚至认知功能。在后者的情况下,我们可以观察到小鼠在没有系统XC的情况下年龄的认知功能与“正常”小鼠相反。鉴于系统XC-主要在中枢神经系统和免疫系统的细胞上表达,我们研究了免疫细胞种群的差异流式细胞仪并测量了血液和海马中炎症的不同标记。我们分别使用显微镜和切片电生理学研究了海马中神经元的形态和功能。为了了解在存在和不存在系统XC的情况下观察到的成年和老年小鼠海马差异的机制,进行了代谢组学分析,从而产生了不同小鼠的海马的详细代谢谱。


KB:系统XC的功能如何在健康和患病的大脑之间有所不同?随着年龄的增长,功能会改变吗?


是:即使没有迹象表明系统XC的功能,表达或活动随着年龄的增长而变化,但衰老的身体/大脑的需求确实会改变。例如,系统XC的缺失可以降低老年大脑的细胞外谷氨酸水平,这可能是有益的,因为谷氨酸的去除可能会随着年龄的增长而效率降低,从而导致有毒的积累。同样,具有先天免疫系统的“启动”以及具有XCT遗传缺失的老年小鼠海马的代谢变化,可能会导致我们在老年XCT - / - 小鼠中观察到的积极作用。


KB:发现缺乏系统XC-改善衰老小鼠的大脑功能和记忆的发现被描述为“意外”。为什么这样?


是:他们的寿命增加的事实是最出乎意料的发现,因为H. Sato和同事在缺乏抗杀剂的成年小鼠中观察到的血浆半胱氨酸/半胱氨酸比率的氧化转移表明这些小鼠的衰老过程可能会加速。8该假设是基于这样的观察结果,即在人类中,类似的氧化转移随着年龄的增长而出现。9但是,缺乏系统XC的老年小鼠的记忆保存是最令人兴奋的发现。


KB:您认为系统XC-将来可以提供可毒的目标吗?


是:我们确实认为系统XC-是一个可毒的目标。但是,在撰写本文时,没有系统XC的脱靶效应,没有特定的抑制剂 - 可以使用体内


KB:进行这项研究的下一步是什么?


是:我们目前正在探索几种受衰老过程受损的途径,并且可能会受到系统XC缺陷的影响。这将有助于我们了解观察结果的基础机制或机制,以及哪种分子途径对于随着年龄的增长而保持认知功能可能至关重要。


Ann Massie教授正在与技术网络科学撰稿人凯蒂·布莱顿(Katie Brighton)交谈。捷克葡萄牙直播


参考:

1. De Bundel D,Schallier A,Loyens E等。系统XC-的丧失不会诱导氧化应激,但会降低海马中的细胞外谷氨酸,并影响空间工作记忆和边缘性癫痫发作易感性。J Neurosci。2011; 31(15):5792-5803。doi:10.1523/jneurosci.5465-10.2011


2. Massie A,Schallier A,Kim SW等。系统XC - 缺陷小鼠的多巴胺能神经元受到6-羟基多巴胺诱导的毒性的高度保护。faseb j。2011; 25(4):1359-1369。doi:10.1096/fj.10-177212


3. Albertini G,Deneyer L,Ottestad-Hansen S等。XCT的遗传缺失可减弱外周和中枢炎症,并减轻小鼠LPS诱导的疾病和抑郁样行为。神经胶质。2018; 66(9):1845-1861。doi:10.1002/GLIA.23343


4. Sprimont L,Janssen P,De Swert K等。胱氨酸 - 谷氨酸抗植物抗毒剂的缺失可加速运动恢复并改善小鼠脊髓损伤后的组织学结局。Sci代表。2021; 11(1):12227。doi:10.1038/s41598-021-91698-y


5. Mesci P,ZaïdiS,Lobsiger CS等。系统XC-是小胶质功能的介体,其缺失减慢了肌萎缩性侧索硬化小鼠的症状。。2015; 138(1):53-68。doi:10.1093/脑/AWU312


6. Leclercq K,LiefferingE JV,Albertini G等。慢性癫痫模型中系统XC-灭活的抗惊厥药和抗癫痫作用。癫痫病。2019; 60(7):1412-1423。doi:10.1111/epi.16055


7. Bentea E,De Pauw L,Verbruggen L等。老年XCT缺陷小鼠对乳囊蛋白症的敏感性较小,而不是1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶 - 诱导的鼻叶途径变性。前细胞神经科学。2021; 15:796635。doi:10.3389/fncel.2021.796635


8. Sato H,Shiiya A,Kimata M等。胱氨酸/谷氨酸转运蛋白缺陷小鼠的氧化还原不平衡。J Biol Chem。2005; 280(45):37423-37429。doi:10.1074/jbc.m506439200


9. Jones DP,Mody VC,Carlson JL,Lynn MJ,Sternberg P.人血浆的氧化还原分析允许将衰老的促氧化事件与抗氧化剂防御的下降分离。游离辐射Biol Med。2002; 33(9):1290-1300。doi:10.1016/S0891-5849(02)01040-7

认识作者
凯蒂·布莱顿
凯蒂·布莱顿
科学撰稿人
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