斯坦福大学医学院的研究人员在一项新的研究中揭示了神经干细胞（NSCs）在成人大脑中生成新神经元的能力如何随着年龄的增长而下降，并提出了可能的解决方案。该研究于2024年10月2日在线发表在《Nature》期刊上，题为“CRISPR–Cas9 screens reveal regulators of ageing in neural stem cells”。

 

  研究发现

 

研究团队利用CRISPR-Cas9技术，在全基因组范围内筛选了那些能够提高老龄小鼠体外培养样本中神经干细胞活性的基因。在初步筛选中，他们发现了大约300个这样的基因，最终将目标锁定在了10个基因上，其中编码葡萄糖转运体GLUT4的基因尤为引人注目。研究发现，GLUT4的表达水平上升可能导致老年神经干细胞处于不活跃状态。

 

  动态的大脑

 

在大脑的某些区域，如海马体和嗅球，神经元的寿命较短，会定期更新。在年轻健康的大脑中，新的神经元不断生成以替换那些死亡的神经元。这种动态更新对于维持大脑功能至关重要。

 

  实验验证

 

为了验证这一发现，研究人员在小鼠的室管膜下区（SVZ）中敲除了GLUT4基因，然后观察了数周内嗅球中新神经元的数量变化。结果表明，敲除GLUT4基因确实激活了神经干细胞，导致新神经元的产生显著增加。在老年小鼠中，这种干预使得新神经元的数量增加了两倍以上。

 

  后续研究方向

 

Brunet教授表示，这一发现不仅提供了药物或基因疗法的可能性，还提示了通过简单的饮食调整（如低碳水化合物饮食）来调节神经干细胞吸收葡萄糖的数量，从而改善神经干细胞活性的潜力。

 

此外，研究还发现了与初级纤毛相关的基因也参与了神经干细胞的激活过程。初级纤毛在感知和处理生长因子及神经递质信号方面发挥关键作用。先前的研究已经暗示了纤毛分布与神经干细胞功能之间的联系，这为进一步探索葡萄糖代谢与纤毛功能之间的相互作用提供了新的思路。

 

 展望未来

 

下一步，研究团队计划深入探究葡萄糖限制对活体动物中神经干细胞活性的影响。Brunet教授提到，未来的研究将更加专注于葡萄糖代谢与初级纤毛功能之间的相互作用，希望能为治疗与年龄相关的神经退行性疾病和脑损伤提供新的治疗策略。