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通过减缓与年龄相关的认知能力下降来延长健康寿命

俄克拉荷马大学的两名研究人员获得了 Hevolution 基金会超过 200 万美元的资助,以进一步研究与年龄相关的认知障碍,重点是提高“健康寿命”,即一个人保持健康的年数。

虽然现代医学可以帮助延长人的寿命,但研究人员正在越来越多地研究如何延长他们的健康寿命。由于衰老过程会增加记忆问题和痴呆症的风险,研究人员必须了解其中的原因,这是将认知问题推迟到晚年出现的第一步。Hevolution 基金会投资于旨在揭示衰老根本原因的科学。

“由于我们的寿命越来越长,找到同时促进健康寿命延长的方法真的很重要。当你的亲人患有严重疾病或认知障碍,但他们还没有死去,身体上还能够继续活下去时,这很有挑战性。我们希望帮助人们更长久地保持健康,”Hevolution 资助获得者 Shannon Conley 博士说,她是俄克拉荷马大学医学院细胞生物学助理教授。她与俄克拉荷马大学医学院神经外科教授 Anna Csiszar 博士一起领导这项资助工作。

血管功能

在他们的项目中,他们试图更好地了解血管中的两种细胞如何协同工作以保持大脑健康,但随着年龄的增长而失去功能。血管内壁的内皮细胞和血管外部的平滑肌细胞协作帮助大脑对日常刺激(如声音或味道)做出反应。在衰老过程中,它们会经历一种称为细胞衰老的过程,这是一种细胞尚未但也无法正常运作和增殖的状态。

因此,细胞无法再执行其正常任务,从而导致血管无法正常收缩和舒张。血管功能障碍为认知障碍和最终痴呆症奠定了基础。研究人员希望了解细胞衰老如何导致血管功能障碍。

“我们认为其中的联系是一种叫做去分化的现象:内皮细胞和平滑肌细胞在衰老过程中基本上失去了它们的身份,变成了功能不佳的普通细胞,”康利说。“了解这些导致与年龄相关的血管功能缺陷的机制对于在治疗或治愈痴呆症方面取得进展非常重要。你可能不一定会认为血管是需要关注的地方,但有太多证据表明,血管功能障碍是痴呆症患者大脑中最早的变化之一。

“当我们想到痴呆症时,我们会想到大脑神经元的损伤,”她补充道。“但如果大脑中的血管功能不正常,那么神经元就没有足够的能量或氧气,最终会退化。此外,血管对于清除废物非常重要,因此如果血管不能正常工作,那么就会积累异常物质,这会导致神经元功能障碍。”

代谢因素与衰老

第二位资助获得者是俄克拉荷马大学医学院生物化学和生理学助理教授 Sreemathi Logan 博士,她试图了解影响衰老过程中认知的代谢因素,包括肥胖。她研究的一个核心问题是,为什么有些人的大脑似乎很有弹性,而另一些人却容易出现认知问题和阿尔茨海默氏症等疾病。在她的研究中,她将衰老的老鼠分为两组——认知“完整”的老鼠和认知受损的老鼠。

“因为我们将老鼠分成认知功能各异的不同亚组,所以我们可以更好地了解大脑中特定细胞的作用,这些细胞有助于大脑健康衰老和认知受损,”她说。“我之前的研究表明,老鼠反映了人类表现出的差异化认知能力,因此是研究痴呆症随年龄发病率和进展的良好模型。”

这组认知障碍的老年小鼠的线粒体功能出现障碍,而线粒体负责为大脑提供能量。线粒体功能丧失会导致持续性炎症,而炎症是由细胞衰老引起的,细胞衰老是衰老的标志。即使衰老细胞已经停止分裂,它们仍然活跃,喷出引起炎症的有害物质,进一步损害认知能力。

凭借这笔资助,洛根正在研究大脑脂肪轴:身体中多余的脂肪,尤其是腹部周围的脂肪,如何影响衰老过程中的认知能力。特别是,她正在测试生酮饮食(高脂肪和低碳水化合物)是否可以针对细胞衰老。现有研究表明,减少碳水化合物,即使是高脂肪饮食,也有助于身体更有效地利用脂肪。从理论上讲,这将降低衰老的炎症因子并减少脂肪对大脑的负面影响。

洛根的资助还使她能够研究抗衰老药物(针对衰老细胞的药物)是否可以通过调节脂肪代谢(即分解饮食中的脂肪并将其转化为能量的过程)来对认知能力产生积极影响。

“认知健康是健康寿命的重要组成部分,”洛根说。“通过了解某些老鼠表现优于其他老鼠的生物学基础,我们希望最终将我们的研究成果转化为具有不同认知能力的人类,并设计个性化的治疗方法来改善老年人的认知功能。”

Hevolution 首席科学官 Felipe Sierra 博士表示,基金会很荣幸能够支持衰老生物学研究的进步。

“Conley 博士和 Logan 博士所从事的研究处于与年龄相关的认知衰退领域的前沿,”Sierra 说道。“这些奖项的竞争过程凸显了这些获奖者和俄克拉荷马大学的成就。我们特别高兴能够支持处于该领域建立声誉的艰难阶段的新研究人员,我们期待这两位杰出研究人员取得成就。”

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