除了“延长寿命”,这一蛋白还维持血脑屏障 | PNAS
2018/11/19
Klotho是“长寿界”的明星蛋白,具有延长寿命、改善新陈代谢的功能。拥有更多的Klotho蛋白似乎会带来更长、更健康的寿命,相反缺乏这一分子会加速衰老,容易引发老年疾病。近期,有研究表明,这一蛋白对于大脑认知功能同样重要,且揭示了关键机制。


图片来源:Pixabay

Klotho是一种天然表达于肾脏、大脑组织的蛋白,以类似于激素的方式在体内循环。这一蛋白参与多个重要生理学功能,包括调控胰岛素信号以及成纤维细胞的生长。

之前已有研究表明,因突变造成Klotho蛋白高表达可以延长寿命、减缓与年龄相关的认知能力衰退。以小鼠为模型,科学家们证实,klotho蛋白高表达确实能够改善小鼠的认知。该蛋白可以通过谷氨酸受体(NMDA)提高神经元之间突触的连接。

现在,来自于Gladstone研究所的高级研究员Lennart Mucke和团队发现,大脑脉络丛(choroid plexus)区域的Klotho蛋白水平显著高于其他区域。

这是为什么呢?脉络丛由分泌脑脊液的细胞组成,在中枢神经系统和血液之间形成一个重要的屏障。Lennart Mucke团队发现,Klotho蛋白在脉络丛中发挥着“看门人”的作用,保护大脑不受外围的免疫系统影响。

“我们发现,在小鼠模型中,脉络丛里的Klotho水平会随着年龄的增长而减少。” Lennart Mucke表示道,“随后,我们通过减少该区域的Klotho水平,模拟衰老过程,结果显示,消耗Klotho蛋白会增加大脑炎症。” 相关研究成果发表在《PNAS》期刊。


https://doi.org/10.1073/pnas.1808609115

Lennart Mucke团队进一步分析了这一现象对其他大脑区域的影响。结果发现,脉络丛Klotho蛋白较少的小鼠,当身体其他区域面临感染威胁时,大脑记忆中心区域的先天免疫细胞会更积极的反应。

Klotho水平的降低似乎会打破大脑和免疫系统之间的屏障。文章一作Lei Zhu表示,“我们的发现揭示,Klotho蛋白有助于保持屏障关闭。当这一长寿蛋白消耗过度,大脑屏障会受损,进而导致大脑炎症增加。”

这意味着,脉络丛Klotho蛋白的下降可能会引发大脑 “炎性衰老”(inflammaging),最终导致老年人认知能力衰退。

这一发现至少在某种程度上有助于揭示,为什么老年人会在出现感染问题(例如肺炎、尿路感染)时发生认知功能的恶化。这一并发症往往在阿尔兹海默症患者身上尤为突出,炎症已经成为其病理学的主要驱动力。

下一步,研究团队试图验证通过增加脉络丛Klotho蛋白水平,能否帮助抑制与年龄相关的认知能力下降。

责编:风铃

参考资料:

Scientists uncover new gatekeeper function of anti-aging molecule

Klotho controls the brain–immune system interface in the choroid plexus

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