人類臍帶血中蘊藏讓大腦不老的密碼

很多研究都已經發現，年輕血液不僅能使腦外的其他老化組織重回年輕，而且年輕血液中的物質還能改善中樞神經系統中的衰老退變。美國斯坦福大學醫學院的Joseph M. Castellano等產生了一個大膽的猜想：臍帶血漿中可能有大量提高大腦可塑性的蛋白，讓大腦重回年輕。為了驗證這一假設，他們開展了相關研究。結果，他們的研究發現，用人臍帶血漿治療老年小鼠，能使海馬恢復年輕狀態、改善認知功能。

在生命的不同階段，血漿蛋白有何不同？為弄明白這個問題，Castellano等分別檢測了老年人（61歲～82歲）、年輕人（19歲～24歲）以及新生兒臍帶血血漿中的66種常見蛋白。果然發現各年齡組的血漿蛋白有明顯不同。

那麼人類臍帶血漿是否能改善大腦功能呢？為此，研究人員把來自臍帶、年輕人、老年人的血漿靜脈注射給了老年小鼠，4天一次，持續2周。結果，在臍帶血漿或年輕血漿的治療下，海馬區的LTP得以提高，而年老者的血漿則無此作用。

LTP，即長時程增強效應（long-termpotentiation）是發生在兩個神經元信號傳輸中的一種持久的增強現象，能夠同步地刺激兩個神經元，與突觸可塑性相關，是學習和記憶的基礎。在分子水平上，即早基因（細胞外刺激能夠誘導細胞內即早基因快速一過性表達，其表達產物包括轉錄因子和細胞因子）屬於突觸可塑性基因，它們都在LTP誘導下表達，但在衰老大腦中表達下調。

衰老驅動著神經功能及認知功能的下降，而這又是很多神經系統疾病的主要特徵。海馬是大腦中負責空間記憶、情景記憶及學習的區域，對衰老非常敏感，在衰老的作用下，其形態學以及分子水平上都會出現不良改變。隨著年齡的增長，海馬中的突觸表現為LTP受損。

在臍帶血漿的治療下，老年小鼠海馬中包括即早基因c-Fos在內的一眾基因表達顯著增加（c-Fos是突觸可塑性標誌物，隨著衰老，其表達降低）；而年輕血漿只能使其中一部分基因表達上調，老年血漿則根本無法帶來顯著改變。在蛋白質水平，只有臍帶血漿治療能顯著增加老年小鼠齒狀回中表達c-Fos細胞的數量，而這對於突觸可塑性而言非常重要。可見，人類臍帶血漿能夠使老化大腦內的突觸可塑性增強。

血源性因子-組織金屬蛋白酶抑制因子2（tissueinhibitor of metalloproteinases 2，TIMP2）富含於人臍帶血漿、年輕小鼠血漿以及年輕小鼠海馬中，在老年小鼠應用年輕血液治療後，其腦中也出現TIMP2，提高了突觸可塑性及認知功能。而且，研究證實，臍帶血漿所帶來的認知改善離不開TIMP2。他們發現，TIMP2對於年輕小鼠的空間記憶而言必不可少，當把TIMP2抗體用於腦片時，長時程增強效應被阻斷，提示TIMP2在正常海馬功能中有著一些我們前所未知的作用。

該研究表明，人類臍帶血漿中含有增強可塑性的蛋白，有很高的轉化價值，無論對於衰老導致的、還是疾病所致的海馬功能異常，都有治療潛力。

參考文獻：Nature 2017;544:488-492

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