提起衰老，人們的腦海里總會(huì)浮現(xiàn)步履蹣跚的老人家。其實(shí)，老年人運(yùn)動(dòng)能力下降并且常常需要攙扶的原因不止是骨質(zhì)疏松或肌肉衰老，中樞神經(jīng)系統(tǒng)的重要組成部分——脊髓的衰老更是引發(fā)老年人行動(dòng)不便，甚至心律、血壓失常，乃至多器官功能失調(diào)的關(guān)鍵原因。

近日，中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所劉光慧課題組、中國(guó)科學(xué)院北京基因組研究所張維綺課題組及中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所曲靜課題組，在國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)期刊Nature上發(fā)表研究論文，首次揭示了一種以前未知的小膠質(zhì)細(xì)胞選擇性地在衰老運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元周圍積累，并誘導(dǎo)脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元衰老的研究成果。而補(bǔ)充維生素C可抑制脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的衰老[1]。

作為連接大腦和周圍神經(jīng)的橋梁，以及軀干和四肢的反射中心，脊髓的功能至關(guān)重要。而衰老如何影響脊髓，特別是脊髓中與運(yùn)動(dòng)功能密切相關(guān)的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元，則一直是個(gè)謎。

本研究首次將單核RNA測(cè)序與行為和神經(jīng)生理學(xué)分析相結(jié)合，進(jìn)行了靈長(zhǎng)類動(dòng)物脊髓衰老的首次單細(xì)胞分辨率調(diào)查。

在衰老食蟹猴的脊髓中，除了檢測(cè)到經(jīng)典衰老相關(guān)標(biāo)識(shí)如β-半乳糖苷酶的積累、DNA損傷的增加、氧化損傷水平升高以及脂滴的積累外，還檢測(cè)到神經(jīng)炎癥的升高。

炎癥升高是脊髓衰老的顯著標(biāo)志，而神經(jīng)炎癥主要源于脊髓內(nèi)的常駐巨噬細(xì)胞——小膠質(zhì)細(xì)胞。隨著年齡的增長(zhǎng)，小膠質(zhì)細(xì)胞的數(shù)量顯著增加，并在脊髓實(shí)質(zhì)內(nèi)大量活化。

通過大量單核RNA測(cè)序研究不同細(xì)胞類型對(duì)脊髓衰老的作用，發(fā)現(xiàn)特異性表達(dá)一種幾丁質(zhì)酶——CHIT1蛋白的小膠質(zhì)細(xì)胞呈現(xiàn)顯著上調(diào)，這種酶平時(shí)與人常見的過敏反應(yīng)相關(guān)，而在脊髓這里，似乎還是脊髓衰老的誘因之一。

在找出CHIT1陽(yáng)性小膠質(zhì)細(xì)胞最可能是脊髓衰老的“幕后黑手”之后，研究者接下來探索了它們促進(jìn)脊髓衰老的原因。

研究者發(fā)現(xiàn)，CHIT1陽(yáng)性小膠質(zhì)細(xì)胞經(jīng)常出沒于脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元附近（100μm內(nèi)）。更有趣的是，CHIT1陽(yáng)性小膠質(zhì)細(xì)胞包圍的所有運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元都是衰老的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元。

圖注：熒光染色顯示，CHIT1陽(yáng)性小膠質(zhì)細(xì)胞（紅色）位于運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元軸突胞體（以ChAT為標(biāo)志物，染色呈綠色）周圍。

CHIT1通過生長(zhǎng)因子TGF-β受體激活信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子SMAD，繼而導(dǎo)致脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的氧化損傷和凋亡信號(hào)增強(qiáng)。

圖注：l: CHIT1誘導(dǎo)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元衰老的作用機(jī)制; m: 衰老運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元旁，SMAD密度顯著升高

在培養(yǎng)基中證實(shí)了CHIT1陽(yáng)性小膠質(zhì)細(xì)胞誘導(dǎo)脊髓衰老后，研究者將CHIT1注入猴子的腦脊液中，以在體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證此結(jié)論。

將8只腦脊液中CHIT1水平低的幼猴隨機(jī)分為CHIT1治療組和對(duì)照組，發(fā)現(xiàn)CHIT1治療組運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元衰老標(biāo)志物增加、樹突復(fù)雜性和密度降低、神經(jīng)調(diào)節(jié)控制受損，以及遠(yuǎn)端肢體神經(jīng)肌肉連接區(qū)域減少。

總之，本研究用體外實(shí)驗(yàn)和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式，證實(shí)分泌CHIT1的小膠質(zhì)細(xì)胞可誘導(dǎo)脊髓衰老。

找到脊髓衰老的原因之后，研究團(tuán)隊(duì)繼續(xù)探究延緩脊髓衰老的干預(yù)方法。篩選了大量抗衰老物質(zhì)后，他們驚喜地發(fā)現(xiàn)維生素C有效地延緩了CHIT1處理后運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的衰老，并且抑制了SMAD信號(hào)，恢復(fù)了正常的基因表達(dá)譜。

圖注：a: 維生素C或蒸餾水處理流程圖；b: Western blot分析運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元中SMAD水平，當(dāng)同時(shí)加入CHIT1和維生素C時(shí)，SMAD蛋白水平較僅加入CHIT1組降低；Ascorbic acid: 抗壞血酸，即維生素C

不僅能夠延緩脊髓衰老，如果脊椎或其他部位受到外傷，維生素C更是在創(chuàng)傷愈合過程中不可或缺的營(yíng)養(yǎng)素。

創(chuàng)傷愈合過程需要形成膠原纖維，膠原纖維的前體是前膠原分子，前膠原分子形成過程中，脯氨酸和酪氨酸必須經(jīng)羥化酶羥化，而維生素C具有催化羥化酶的作用。所以，無論是內(nèi)在的衰老，還是外在的創(chuàng)傷，多吃蔬菜水果或者使用膳食補(bǔ)充劑補(bǔ)充維生素C都對(duì)健康非常重要！

TIMEPIE點(diǎn)評(píng)

脊髓衰老與多器官的病變密切相關(guān)。本研究將單核RNA測(cè)序與行為和神經(jīng)生理學(xué)分析相結(jié)合，首次發(fā)現(xiàn)衰老脊髓周圍的CHIT1陽(yáng)性小膠質(zhì)細(xì)胞通過SMAD信號(hào)通路促進(jìn)脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元衰老，并且，補(bǔ)充維生素C可延緩脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元衰老。

阿爾茨海默癥等神經(jīng)退行性疾病始終是抗衰老領(lǐng)域的大熱話題，過往的研究常常聚焦在大腦這個(gè)“人體最高指揮部”上，然而，具有相當(dāng)重要性的脊髓衰老卻未引起足夠重視！這篇耗時(shí)7年的研究一經(jīng)發(fā)出，在引發(fā)衰老研究界震動(dòng)的同時(shí)，也帶來了更多啟發(fā)和問題。

比如，是否可以通過抽取腦脊液建立脊髓衰老標(biāo)志物體系？是否可以用本篇研究使用的研究方法來更加準(zhǔn)確地診斷脊髓疾??？以及，除了維生素C之外，是否還有其他小分子物質(zhì)能夠延緩脊髓衰老？

沿著這篇研究的開端，我們可以按圖索驥，探索更多有趣、有益的發(fā)現(xiàn)！

—— TIMEPIE ——

這里是只做硬核續(xù)命學(xué)研究的TIMEPIE，專注“長(zhǎng)壽科技”科普。歡迎評(píng)論區(qū)留下你的觀點(diǎn)和我們一起討論。此外，【衰老干預(yù)大會(huì)】正在籌備中，通過這張”長(zhǎng)壽船票“可與國(guó)內(nèi)外頂尖學(xué)者大咖面對(duì)面交流，獲得前沿科研信息和抗衰理念。同時(shí)開放招展，誠(chéng)邀相關(guān)企業(yè)、機(jī)構(gòu)共同參加，感興趣歡迎來對(duì)話框交流。