根據(jù)斯坦福大學(xué)（Stanford University）醫(yī)學(xué)院科學(xué)家的一項(xiàng)最新研究，人類臍帶血可以恢復(fù)老年小鼠的學(xué)習(xí)和記憶能力。這其中的關(guān)鍵在于一種名為組織金屬蛋白酶抑制劑-2（TIMP-2）的蛋白質(zhì)，僅將TIMP-2注射到小鼠中便會(huì)取得相同的效果。這一成果發(fā)表于《自然》雜志上，可能催生出心理活動(dòng)能力衰老的新療法。

“神經(jīng)學(xué)家們一直以來忽略了一件重要的事情，那就是我們血液中的物質(zhì)可能會(huì)影響到思維活動(dòng)，”文章通訊作者Tony Wyss-Coray教授說道：“這讓我感到很驚訝。”

▲文章通訊作者Tony Wyss-Coray教授（圖片來源：斯坦福大學(xué)官網(wǎng)）

在之前的一項(xiàng)研究中，Tony Wyss-Coray教授的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，直接將年輕小鼠的血漿輸注至年老小鼠體內(nèi)，會(huì)使后者受益。這些益處遠(yuǎn)遠(yuǎn)不只反映在一些生化和生理指標(biāo)上，還包括在記憶和學(xué)習(xí)測(cè)試中的實(shí)際表現(xiàn)。

在這項(xiàng)新的工作中，科學(xué)家們第一次證明了，人類血漿可以幫助老年小鼠改善記憶和學(xué)習(xí)能力，似乎在提示著在老年人體內(nèi)也可能取得類似的有益效果。從藥物開發(fā)的角度來看，這是一個(gè)十分有希望的成果，因?yàn)閱蝹€(gè)蛋白質(zhì)便可在很大程度上實(shí)現(xiàn)上述效果。

通過比較19-24歲、61-82歲人群的血漿和臍帶血漿，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了許多會(huì)隨年齡增長(zhǎng)而發(fā)生含量變化的血漿蛋白質(zhì)。他們懷疑這些變化可能會(huì)影響大腦中的海馬體，該部位在小鼠和人體中都對(duì)長(zhǎng)時(shí)程記憶的產(chǎn)生至關(guān)重要，包括對(duì)空間信息和個(gè)人所經(jīng)歷事件的記憶。

▲海馬體在大腦中的位置（圖片來源：medscape）

由于某些未知的原因，海馬體特別容易受到衰老過程的影響。隨著年齡的增長(zhǎng)，海馬體會(huì)發(fā)生退化，出現(xiàn)萎縮和神經(jīng)元減少，造成學(xué)習(xí)和記憶能力下降。此外，海馬體的退化也是阿茲海默病的早期表現(xiàn)之一。

科學(xué)家們選擇了免疫缺陷型小鼠作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，因?yàn)檫@些小鼠不會(huì)對(duì)輸入的人類血液發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。同時(shí)，這些免疫缺陷小鼠的海馬體的衰老速度與正常小鼠相比，并無明顯區(qū)別?？茖W(xué)家們將老年、年輕和“最年輕”（即臍帶血）的人類血液輸入上述小鼠，觀察在這之后對(duì)海馬體功能的影響，并通過Barnes迷宮測(cè)試的直接評(píng)估小鼠的學(xué)習(xí)和記憶能力。

▲Barnes迷宮測(cè)試（圖片來源：sylics）

當(dāng)在兩周中每四天接受一次人類臍帶血漿后，老年小鼠的海馬體在許多功能指標(biāo)上都出現(xiàn)了顯著改善。相比之下，老年人的血漿則起不到上述效果，而年輕人的血漿則會(huì)起到較弱的改善效果。

那么，臍帶血中究竟有著怎樣的神奇物質(zhì)，會(huì)讓衰老大腦變得年輕起來呢？

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，這一物質(zhì)便是TIMP2蛋白。它在人類臍帶血中含量豐富，也存在于出生后個(gè)體的血漿中，但會(huì)隨著年齡的增長(zhǎng)而含量逐漸降低。TIMP2屬于TIMP蛋白家族，該家族共有四種蛋白，具有抑制可降解細(xì)胞外基質(zhì)的多種金屬蛋白酶的能力。TIMP2被發(fā)現(xiàn)可增強(qiáng)大腦神經(jīng)元的活性。

▲小鼠為育幼所筑的巢（圖片來源：plexx.eu）

若僅將TIMP2蛋白注射入老年小鼠體內(nèi)，則可基本上復(fù)制臍帶血漿帶來的有益效果，甚至恢復(fù)了這些老年小鼠的筑巢能力。這原本是小鼠的一種本能，但會(huì)隨著衰老而逐漸失去。在筑巢能力得到恢復(fù)后，即便是老年小鼠，也會(huì)用棉絮筑出自己喜歡在當(dāng)中睡覺或育幼的巢。然而，如果是已被去除TIMP2的人類臍帶血漿，則沒有恢復(fù)老年小鼠學(xué)習(xí)和記憶能力的功效。與此相符，如果對(duì)通常在記憶測(cè)試中表現(xiàn)良好的年輕正常小鼠施用TIMP2中和抗體，其記憶能力也會(huì)顯著減退。

“TIMP2在大腦中的作用曾經(jīng)被研究了一些，但我們對(duì)此所知的并不多，而且也不了解其在衰老中的作用，”文章第一作者Joseph Castellano博士說道：“在我們的研究中，TIMP2幾乎完全復(fù)制出了我們用臍帶血漿取得的記憶和學(xué)習(xí)能力提高效果，這似乎通過改善海馬體的功能來實(shí)現(xiàn)的。”

參考資料：

[1] Human umbilical cord plasma proteins revitalize hippocampal function in aged mice

[2] Protein in human umbilical cord blood rejuvenates old mice's impaired learning, memory