摘要：随着年龄的增长，人体各项机能逐渐衰退，大脑也不例外。近期，一项发表在《自然》杂志上的研究发现，老年小鼠大脑中的多种细胞类型在基因表达层面发生了显著变化，为我们揭示了大脑衰老的奥秘。本文将带您走进这项研究，了解大脑衰老背后的故事。

随着年龄的增长，人体各项机能逐渐衰退，大脑也不例外。近期，一项发表在《自然》杂志上的研究发现，老年小鼠大脑中的多种细胞类型在基因表达层面发生了显著变化，为我们揭示了大脑衰老的奥秘。本文将带您走进这项研究，了解大脑衰老背后的故事。

为了深入了解大脑衰老的机制，研究人员对年轻和老年小鼠大脑进行了单细胞转录组分析。通过大规模、高质量的转录组数据和详细的细胞类型注释，研究人员精确定位了大脑中易受衰老影响的区域和细胞类型。

研究发现，老年小鼠大脑中有2449个基因在特定细胞类型中表现出年龄相关的差异表达。这些基因表达变化导致老年大脑中出现了一些转录上独特的细胞簇，其中包括小胶质细胞、星形胶质细胞、室管膜细胞、少突胶质细胞等。

研究发现大脑衰老的五大特征：

1.干细胞数量减少：干细胞是能够分化成多种细胞类型，并且有助于修复和再生组织的特殊细胞。当干细胞数量减少时，大脑的神经再生和修复能力就会下降，这意味着随着年龄的增长，大脑在遭受创伤后的恢复能力会减弱。

2.免疫反应增强和炎症：在老年大脑中，免疫细胞，特别是小胶质细胞，极大可能会出现功能异常。这些细胞的主要作用是保护大脑免受病原体侵害，但在衰老过程中，它们会过度活跃，导致炎症反应加剧。长期反复的炎症反应会损害大脑组织，影响其正常功能。

3.神经网络结构受损：髓鞘是包裹在神经细胞轴突外的一层物质，它能够提高神经信号传递的速度。在老年大脑中，髓鞘的形成减少，使神经信号传递的速度降低，进而导致认知功能下降。

4.营养感应和能量稳态失调：下丘脑是调节摄食行为和能量代谢的关键区域。研究发现，老年小鼠下丘脑中的某些细胞类型相比年轻小鼠的某些细胞类型在基因表达层面发生显著变化。推测在衰老过程中，该区域的细胞开始出现功能性异常，导致食欲不振和能量代谢紊乱，进而影响整体健康和大脑功能。

5.表观遗传学改变：表观遗传学是指基因表达的变化，这些变化不涉及基因序列本身的变化，而是通过其他机制调控基因的活性。在衰老过程中，这些调控机制可能会出现紊乱，导致基因表达异常，会影响大脑的结构和功能。

大脑衰老是一个复杂的生物学过程，它不仅直接影响神经功能，还与多种神经系统疾病的发生和发展密切相关。

阿尔茨海默病和帕金森病是两种最常见的与衰老相关的神经系统疾病。大脑衰老过程中的一些关键变化，如神经元丢失、突触功能障碍、神经炎症和代谢紊乱，都是这些疾病发展的重要风险因素。

1.阿尔茨海默病：随着年龄的增长，大脑中淀粉样蛋白和Tau蛋白（微管相关蛋白，主要在中枢神经系统的神经元中表达）的异常沉积形成斑块和缠结，这是阿尔茨海默病的主要病理特征。这些病变破坏了神经细胞之间的通讯，导致认知功能逐渐下降。

2.帕金森病：大脑中一个叫做“黑质”的区域里存在着某些特殊细胞，这些细胞负责生产一种叫做多巴胺的化学物质，它有助于我们控制肢体运动。当这些细胞数量减少时，人体就可能出现手抖、动作变慢、身体僵硬等运动方面的问题。

总之，单细胞转录组分析的研究成果为治疗大脑衰老相关疾病，如阿尔茨海默病、帕金森病等，提供了新的希望。通过深入了解大脑衰老的细胞和分子机制，我们有望在未来开发出更加有效的干预措施，以期提高老年人的生活质量，减轻家庭和社会的负担。

参考文献：Jin K, Yao Z, van Velthoven CTJ, et al.Brain-wide cell-type-specific transcriptomic signatures of healthy ageing in mice.[J]. Nature (2025). https://www.nature.com/articles/s41586-024-08350-8

来源：芳芳聊科学