來自中科院上海生命科學(xué)研究院，德國馬普進(jìn)化人類學(xué)研究院（Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology）等處的研究人員發(fā)現(xiàn)了在年輕和衰老的大腦的變化之間發(fā)生的一種基因調(diào)控。這一研究成果公布在《Genome Research》雜志上。
領(lǐng)導(dǎo)這一研究的是上海生命科學(xué)研究院的Philipp Khaitovich研究員，其主要研究興趣包括研究靈長類動(dòng)物基因表達(dá)的一般模式和尋找對(duì)人類*表型特征作出貢獻(xiàn)的基因，以及從新生嬰兒到*成年的八個(gè)生命階段的人類大腦樣本所有基因的基因表達(dá)方式等。
大腦在生命的早期階段經(jīng)歷了快速的生長和發(fā)育，接著，當(dāng)人們進(jìn)入老齡之后，大腦開始退化；然而，人們對(duì)區(qū)別大腦發(fā)育和衰老的生物學(xué)過程卻所知甚少。
大腦在生命早期的年歲中發(fā)生了急劇的生長和變化，其中有些發(fā)育過程會(huì)一直延伸到成年期。 在生命后期的歲月中，大腦經(jīng)歷了破壞性的變化，例如腦容量的下降、突觸的喪失及認(rèn)知力的衰退。 盡管大腦的發(fā)育和衰老是人們高強(qiáng)度研究的領(lǐng)域，但傳統(tǒng)上，它們是被分開研究的。人們對(duì)這兩種過程之中的界線所知甚少。
大腦發(fā)育的基礎(chǔ)是復(fù)雜而且協(xié)調(diào)的基因調(diào)控的過程。在發(fā)育的時(shí)候，許多基因被諸如轉(zhuǎn)錄因子和微RNA等調(diào)控因子打開及關(guān)上。問題是，這些所有這些調(diào)節(jié)過程一旦進(jìn)入成年期的時(shí)候是否都已停止了，或是它們?cè)谒ダ系倪^程中依然活躍？
在的研究中，研究人員通過檢查在人與恒河猴的一生中其前額皮層中的信使RNA（mRNA）、微RNA及蛋白表達(dá)的變化來解答這個(gè)問題。 人們認(rèn)為，前額皮層參與了諸如復(fù)雜行為、人格及決策等功能。
該研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，在前額皮層中的*的基因調(diào)節(jié)模式在成熟之后不會(huì)停止，相反，這一過程會(huì)持續(xù)進(jìn)入老年。這是一個(gè)在許多不同的功能過程中都觀察到的現(xiàn)象。 一個(gè)特別突出的例子是與神經(jīng)元功能有關(guān)的基因的下調(diào)。
以往的研究工作顯示，神經(jīng)元基因隨著年齡的增長會(huì)逐漸喪失其活性，這歸因于在一生的時(shí)間中在神經(jīng)元細(xì)胞中所積累的損害。Somel及其同事顯示，這一過程可在早至3到4歲的時(shí)候就已經(jīng)開始，從而提示，這些變化可能是持續(xù)深入老年之后的正常的發(fā)育調(diào)控。 盡管這些調(diào)控在發(fā)育的時(shí)候可能是有益的，但在老年的時(shí)候，這些基因調(diào)控的繼續(xù)（或稱“失控的”發(fā)育）進(jìn)行可能就會(huì)變得有害了。 有趣的是，他們發(fā)現(xiàn)，該失控的神經(jīng)元發(fā)育在恒河猴中得到了保留，但其是以一種加快的速度發(fā)生的。 由于在恒河猴中，該調(diào)控過程進(jìn)展速度要快得多，文章的作者提出，這可能是使恒河猴壽命受到限制的一個(gè)重要的促成因子。恒河猴的壽命只有人類的約三分之一。
衰老是一個(gè)由許多促成因子造成的非常復(fù)雜的過程，但他們解釋說，他們的工作提示，失控的發(fā)育可能是與老化有關(guān)的衰退的一個(gè)重要的促成因子。為什么進(jìn)化沒有消除這一可能是有害的過程呢？Philipp Khaitovich教授解釋說，在老年的時(shí)候所經(jīng)歷的有害的影響可貫穿性地?cái)U(kuò)散并在人群中固定，特別是當(dāng)這些效應(yīng)在生命的早期是有益的。
從進(jìn)化上來說，物種的繁殖是被*化的以保證其下一代的生存。實(shí)際上，長壽阻止了基因?qū)ψ兓h(huán)境的快速適應(yīng)。隨著研究人員目前開始了解這一進(jìn)化特征的生物學(xué)后果，研究人員可能會(huì)發(fā)現(xiàn)將物種從早期繁殖到個(gè)體長壽及增進(jìn)在老年時(shí)健康的平衡進(jìn)行轉(zhuǎn)變的方法。
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