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《科學》雜誌:帕金森氏病中的非編碼小rna失調

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《科學》雜誌:帕金森氏病中的非編碼小rna失調

掃描解鎖十二月份的精彩

Small noncoding RNA dysregulation in Parkinson’s

帕金森氏病中的非編碼小RNA失調

在本期中,Andreas Keller領導的一項研究報道了帕金森氏病患者血液中迴圈的非編碼小RNA(sncRNA)的縱向分佈,並識別了幾種可作為潛在診斷標誌物和預後標誌物的microRNA。該研究是帕金森氏病進展指標計劃(PPMI)的一部分。本期的封面設計透過手繪的形式展示了疾病惡化過程中sncRNA結構的變化,並呈現了與帕金森氏病中sncRNA失調有關的血細胞型別。

《科學》雜誌:帕金森氏病中的非編碼小rna失調

Correspondence

| When ancient wisdom precedes modern neuroscience

古代智慧超越現代神經科學

Nature Aging

When ancient wisdom precedes modern neuroscience

致編輯——

自實驗醫學發展以來,科學家們一直致力於解釋為什麼大腦的認知能力(例如學習能力、記憶力、注意力、批判性評估和決策能力)會隨年齡增長而下降。曾有一段時間認知能力下降被歸因於大量神經元死亡,但此後有證據表明,與年齡相關的神經元損失儘管嚴重,但不能單獨解釋認知能力下降這一現象。後來證實,年輕人和老年人的大腦在突觸功能上具有顯著差異。隨後的研究將新證據與突觸的一個基本特徵聯絡起來:突觸的可塑性。我們現在知道,對突觸的使用不僅能使它更有效,而且還可以改變突觸的結構,並且刺激越多樣越好,有利於增強認知功能。對動物和人類的研究表明,與年齡有關的認知能力下降與突觸可塑性的改變有關,而且可塑性在老年大腦中並未完全消失,可以透過豐富策略重新啟用。這些發現連同有關成人神經再生的文獻一起為預防和治療認知能力下降和障礙開闢了新途徑。恰恰是突觸的可塑性使我們擁有了神經生物學上的獨特性,即我們的“個性”。這一觀點符合以下觀察結果:有些人在耄耋之年表現出很高的認知能力,而另一些人則在更年輕時就表現出嚴重的認知障礙。這一領域的研究還產生了認知儲備的概念,這一概念認為鍛鍊突觸可以防止它們在年老時退化。

馬庫斯·圖利烏斯·西塞羅(Marcus Tullius Cicero,公元前106-43)是古羅馬最偉大的演說家和公認的拉丁散文大師。作為一名哲學家,西塞羅讓他的同胞們熟悉了古希臘思想的主要流派,併為古羅馬乃至整個歐洲提供了古希臘哲學詞彙。《論老年》在西塞羅去世前一年以亞里士多德對話形式寫成,是一篇人人都應該至少讀一遍的好文。在第36節中,西塞羅指出了個體間的差異:“… 老年衰弱,通常被稱為’老糊塗’,並不是所有老年人的特徵,而是心智和意志薄弱的人的特徵” 。在第22節中,他似乎領悟了可能的解釋:“那麼對於年邁的律師、教皇、預言家和哲學家來說,情況又如何呢?他們可是記得很多事情的!老年人只要繼續對生活感興趣,不斷努力,他們就會保留自己的思想才能。這是事實,不僅對於那些身居高位的人如此,對那些平平淡淡過日子的人亦復如是”。

有趣的是,最近的研究表明,突觸可塑性可能是多種過程中一種常見的最終途徑。瘦素是一種有助於調節能量攝入的激素,它透過增強突觸反應而參與學習過程。而骨鈣素是骨骼在運動後分泌的激素,可增強海馬突觸的可塑性,從而改善記憶力。如果人們考慮久坐的習慣和不良飲食習慣對健康衰老的負面影響,這些資料就顯得尤為重要。西塞羅也注意到了這一點,他在第36節中給出了一劑藥方,2000年後其價值得到了證明。他寫道:“…進行適度鍛鍊;並攝取剛好足夠的食物和飲料來恢復體力,而不使身體負擔過重。另外,我們也不能只把注意力放在身體上;對思想和靈魂上的照顧也很重要;因為它們也像明燈一盞,隨著斗轉星移,會油盡燈枯,除非我們一直去添油。此外,運動使身體因疲勞而變得沉重,但智力活動則為頭腦帶來活力。當凱基利烏斯(Caecilius)談到‘喜劇舞臺上的老傻瓜’時,他腦海裡是那些容易被騙、健忘和粗心的老人,這不是所有老年人的毛病,而只是一個昏昏欲睡、懶惰和遲鈍的老人的問題…”。這與我們現代人提倡的一樣:適度飲食,合理鍛鍊並繼續刺激大腦。

有人認為就人腦而言,廣義上講,藝術往往比科學更早地揭開深層次的奧秘。這點在一系列前所未有的知識探索中得到了體現。其中有沃爾特·惠特曼(Walt Whitman)在身體和靈魂的統一性上的研究;有馬塞爾·普魯斯特(Marcel Proust)對有意識地進行回憶時回憶產生的變化的探索;也有保羅·塞尚(Paul Cezanne)關於視覺體驗超越視覺感官的描述和伊戈爾·斯特拉文斯基(Igor Stravinsky)關於音樂體驗如何需要大腦的積極作用,而不僅僅是感知一系列音符的研究。我們相信西塞羅(圖1)是在科學家之前就掌握人類大腦基本方面的偉大人物之一,他在2000年前就意識到了衰老大腦的迷人特性。

《科學》雜誌:帕金森氏病中的非編碼小rna失調

圖1:馬庫斯·圖利烏斯·西塞羅

西塞羅雕像,Ubaldo Pizzichelli與1899年雕刻,位於義大利羅馬最高法院所在地。

圖片來源:PaoloGaetano / E+ / Getty

Review Article

| Healthy aging and the blood–brain barrier

健康衰老與血腦屏障

Nature Aging

Healthy aging and the blood–brain barrier

血腦屏障(BBB)能夠保護中樞神經系統(CNS),避免其不受調節地暴露在血液及其溶質面前。血腦屏障還控制著許多物質在血—腦間的雙向滲透,這些過程關係到中樞神經系統的營養、內穩態調節以及其與周圍組織的通訊。形成血腦屏障的細胞會與腦細胞及周圍的細胞進行通訊。這種調控程度很高的互動會隨著健康衰老而變化。在本文中,作者從血腦屏障的形態和阻斷入手,綜述了這些變化。轉運蛋白的變化包括了β澱粉樣蛋白多肽、葡萄糖和藥物作用下的改變。腦液動力學、外膜細胞的健康、基底膜以及多糖-蛋白質複合物的組成也會隨著健康衰老而改變。攜帶ApoE4等位基因會加速大部分血腦屏障與年齡相關的變化。除此之外,作者還討論了健康衰老引起的血腦屏障改變如何反映對生命後期的適應,以及可能使人容易患上那些老年病。

Article

| Olfactory perception of food abundance regulates dietary restriction-mediated longevity via a brain-to-gut signal

嗅覺對食物丰度的感知透過腦—腸訊號通路調控由飲食控制介導的長壽

Nature Aging

Olfactory perception of food abundance regulates dietary restriction-mediated longevity via a brain-to-gut signal

食物營養物質在調節飲食控制(DR)對長壽的積極作用方面已經被廣泛地研究,但尚不清楚食物非營養成分是如何調節壽命的。在本文中,作者發現與食物有關的氣味會縮短飲食控制下秀麗隱杆線蟲的壽命,但對那些自由餵食的隱杆線蟲壽命沒有影響。這一發現揭示了食物氣味對飲食限制調節的壽命的特定影響。食物氣味作用於由感覺神經元ADF和CEP以及中間神經元RIC組成的神經迴路。該嗅覺迴路透過Gq-磷脂酶Cβ-CaMKK依賴性機制調節能量感測器AMP激酶(AMPK)的作用下,透過一種哺乳動物去甲腎上腺素的同源物——奧克巴胺向腸道發出訊號,以抑制飲食控制調控的壽命。在小鼠原代細胞中,我們發現去甲腎上腺素訊號傳導透過類似的機制調節AMPK。我們的研究結果識別出了一個腦腸軸訊號通路,食物丰度的嗅覺資訊能透過該訊號通路從大腦傳遞到腸道來調節飲食控制調控下的長壽。

Article

| Disparities in the pace of biological aging among midlife adults of the same chronological age have implications for future frailty risk and policy

同齡中年人衰老速度的差異對未來衰弱的風險和政策的影響

Nature Aging

Disparities in the pace of biological aging among midlife adults of the same chronological age have implications for future frailty risk and policy

有些人比其他人衰老地快。生物衰老的變化可以在中年時測量出來,但這種變化蘊含的意義卻鮮為人知。我們追蹤了1037名在達尼丁同年出生的嬰兒直至其45歲,研究中我們對他們進行了中年生物衰老與未來衰弱風險指標之間的相關性測試。我們透過追蹤參與者26歲、32歲、38和45歲時的心血管、代謝、腎臟、免疫、牙齒和肺部系統的19個生物標誌物的功能衰退情況來量化參與者的“衰老步伐”。當參與者在2019年滿45歲時,衰老速度更快的參與者有更多的認知困難、更嚴重的大腦衰老跡象、感覺運動功能衰減、更老的面相和對衰老更悲觀的看法。中年時期比同齡人衰老得更快的人可能過更早地需要支援來維持獨立,這類支援通常是老年人才能獲得的。因此實際年齡並不能充分確定是否需要這種支援。

Resource

| Deep sequencing of sncRNAs reveals hallmarks and regulatory modules of the transcriptome during Parkinson’s disease progression

sncRNA深度測序揭示帕金森氏病進展過程中轉錄組的特徵與調節模組

Nature Aging

Deep sequencing of sncRNAs reveals hallmarks and regulatory modules of the transcriptome during Parkinson’s disease progression

非編碼RNA對帕金森氏病(PD)的診斷和預後非常重要。在兩個大規模的PD縱向佇列研究,帕金森氏病進展指標計劃(PPMI)和盧森堡帕金森氏研究(NCER-PD)中,我們研究了迴圈非編碼小RNA(sncRNAs),並模擬了它們對轉錄組的影響。在PPMI中,我們對1614位患者的5450份血樣中的sncRNA進行了測序,共得到3320億條短序列,其中大部分都對映到microRNA,但也包括其他RNA型別,例如piRNA,核糖體RNA和小核仁RNA。與疾病和疾病進展相關的失調的microRNA在30多歲和70多歲出現兩次明顯的波動。它們主要源自免疫細胞,類似於系統性炎症和線粒體功能障礙,這是帕金森氏病的兩個標誌。我們分析了NCER-PD佇列研究中1024位患者的1553個樣本,驗證了生物標誌物和一項獨立技術的主要發現。最後,透過對PPMI的sncRNA和轉錄組測序網路分析,確定了帕金森氏病進展中的患者中出現的調節模組。

nature

Nature Aging

關於Nature Aging

我們的壽命有多長?其中多長時間能夠享受健康的生活?什麼是衰老,我們可以停止甚至逆轉衰老嗎?衰老和疾病之間有什麼聯絡?我們能否預測人口老齡化的發展趨勢,並讓我們的社會為所謂的“銀髮海嘯”做好準備?這些衰老研究領域試圖解決的一些重要問題,也共同構成了二十一世紀的挑戰之一。

Nature Aging

的使命是為衰老研究界提供一個獨特統一和具有高傳播度的多學科出版平臺。本期刊雖具有很強的選擇性,但覆蓋面廣,涵蓋從衰老的基本生物學研究到回答老齡化對社會的影響等各個領域的研究。本期刊旨在推進多樣化研究領域中不同方面的之間的聯絡,並在科研團體內外推廣令人興奮的新想法,實現協同增效,並最大限度地擴大其科學和社會影響力。

發表在

Nature Aging

上的研究探索了衰老和長壽的生物學原理,這些研究旨在闡明衰老在生物學層面上本源,以及如何利用這些生物過程來延長壽命和“健康壽命”。

Nature Aging

還以轉化醫學和臨床研究為特色,重點研究主要影響老年人的疾病。我們特別歡迎揭示各種動物模型中衰老與疾病之間的聯絡的轉化醫學研究;側重於與衰老相關醫療狀況的臨床研究,包括與年齡有關的癌症、代謝綜合徵、衰老炎症、心血管疾病和神經系統疾病;同時關注老年人的醫學和健康研究,如老年病學和老年學研究。我們的興趣還延伸到討論與全球人口老齡化相關的社會經濟挑戰和與機遇相關的研究,以及以社會老年人階層為中心的全球公共衛生研究,其中包括對老年人的身體、心理和社會福祉、老年人口結構和流行病學的研究。

除了原創研究之外,本期刊還發表關於衰老領域最新研究進展的綜述、觀點和評論文章,以及看法和新聞,同時還有針對學術研究人員、行業代表和決策者的分析文章。

與所有冠名“自然”的期刊一樣,Nature Aging 由專業編輯團隊運營,他們負責仔細篩選文章,公平嚴格地進行同行評審,準確編輯,快速出版,並廣泛傳播高質量的研究內容。

本期刊涵蓋的學科包括但不限於:

基礎與臨床研究

遺傳學,基因組學、表觀遺傳學、轉錄組學和蛋白質組學,生物資訊學、系統生物學和大資料,分子和細胞生物學,蛋白內穩態,衰老,恢復、修復和幹細胞,代謝,營養與衰老,長壽,相對衰老,轉化和臨床研究,人工智慧與技術,新技術和資源

衰老相關疾病

衰老科學,免疫學和衰老炎症,風溼病,心血管疾病,癌症,肥胖,糖尿病,痴呆症和神經退行性疾病,感官衰退,老年醫學,精神病學,脆弱,肌肉萎縮

衛生與社會科學

公共與全球衛生,身體、精神和社會福祉,老年學,公共政策,心理學,社會學,人口學,健康經濟學,醫療保健系統

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