http://medicalxpress.com/news/2014-05-infusion-young-blood-recharges-brains.html
May 4, 2014
史丹佛大學醫學院的一項新研究發現，年輕老鼠血液中的某樣東西 -- 或某一些東西，有能力使年老老鼠（old mice）的心智能力（mental capabilities）恢復。
如果同樣的事出現在人類身上，那將成替我們老化腦袋充電的新典範，而且那也意味著治療阿茲海默症那種失智症（dementias）的新治療方法。
在這項研究中，那將於五月四日發表在 Nature Medicine 線上版，研究者使用複雜的技術找出與年輕老鼠共享血液之年老老鼠腦中，數種重要的分子、神經解剖學以及神經生理學變化。
此外，他們也進行一項關鍵實驗，那比複雜還要更複雜，Tony Wyss-Coray, PhD 表示，這項研究的資深作者，神經學與神經邏輯科學教授。在這些「年長老鼠（older mice）」接受來自年輕老鼠的血漿（血液中無細胞部份）輸液（infusions）、年老老鼠的血漿輸液以及無血漿輸液後，科學家們在標準的空間記憶（spatial memory）實驗室測試中比較牠們的表現。
"這可能在 20 年前就已經做過，" Wyss-Coray 表示，其亦為 Veterans Affairs Palo Alto Health Care System 資深終身研究科學家（research career scientist）。"你不需要知道任何有關腦袋如何運作的事。你只要將年輕老鼠的血液給年老老鼠，並看看這動物是否比以前更聰明。這不過是沒有人那麼做罷了。"
Wyss-Coray 已經共同成立了一家生技公司，Alkahest，來探索這項新研究發現在治療上的影響。他也擔任 Alkahest 的科學顧問團主管。
這項研究的領導作者，Saul Villeda, PhD，現在在加州大學舊金山分校主持一個自己的實驗室，擔任解剖學教職研究員。Villeda 是史丹佛畢業生，之前在 Wyss-Coray 旗下進行博士後研究。
"我們證明腦功能中至少有某些與年紀相關的障礙可以逆轉。它們沒有完蛋，" Villeda 說。
先前由 Wyss-Coray、Villeda 等人所完成的實驗（詳述於 2011 年的 Nature 期刊）揭露：暴露在年輕老鼠血液的年老老鼠腦中關鍵區域，會比那些暴露在年老老鼠血液中的，要製造出更多新的神經細胞。
相反地，將年輕老鼠的暴露在年老老鼠的血液中，就新神經細胞的製造而言，會有相反的效果，也會減少年輕老鼠在環境中的導航能力。
但早期研究並沒有直接評估年輕老鼠血液在較年長老鼠行為上的影響力。這次，研究者檢查神經迴路與個別神經細胞中的變化，以論證在學習與記憶上的改善。首先，他們檢查一對老鼠，其循環系統已透過手術相連結。這種成對老鼠的成員稱為連體老鼠（parabiotic mice），共享混合的（pooled）血液供應。
Wyss-Coray 的小組特別關注這些連體鼠的某個腦部結構，稱為海馬迴（hippocampus）。在老鼠與人類身上，這個結構對於某些記憶類型的形成至關緊要，特別是回憶與空間圖案的認知。"那是，例如，你試圖在停車場找出你的車，或著在不使用你的 GPS 系統的情況下於市內到處跑所需要用到的（腦功能），" Wyss-Coray 說。
經驗會改變海馬迴的活性與解剖學。例如，研究已發現，倫敦出租車司機老手的海馬迴比菜鳥要來的大，而且也比一般人來的大。海馬迴也極易受到正常老化過程的損害，當人們變老時，功能會呈現初期損傷（early erosion）。在阿茲海默症這樣的失智症中，海馬迴的惡化會累積，導致無法形成新的記憶。
"我們知道，當老鼠與人們變老時，海馬迴會發生有害的解剖性與功能性改變，" Villeda 說。"這不過是來自自然的老化。我們都朝那個方向發展。"
當研究者將「循環系統已與年輕老鼠連結之較年長老鼠」的海馬迴與「循環系統已與年老老鼠湊成隊之較年長老鼠」的海馬迴進行比較，他們在一些生物化學、解剖學與電生理學測量中（那已知對於神經細胞迴路的「將新經驗編碼以留存在大腦皮質中」很重要）看到一致的差異性。
連結到年輕老鼠之年長老鼠的海馬迴更像年輕老鼠的海馬迴，而非與年老老鼠配對之年長老鼠的海馬迴。與年輕老鼠配對的年老老鼠製造更大量的某種物質，例如當學習開始時，已知海馬迴細胞會產生那種物質。來自「老少配」之年長老鼠的海馬迴神經細胞，神經細胞之間也展現出強化過的連結能力 -- 這對於學習與記憶是必要的。
"那猶如年老的腦袋被年輕血液「充電了」，" Wyss-Coray 表示。
Villeda、Wyss-Coray 等人接下來使一般的年長老鼠進行一項測試，在其中老鼠被訓練成快速尋找位於裝滿水之容器內的淹沒平台。老鼠得要利用牠們周遭所提供的記憶線索，迅速將自己定位。研究者以靜脈注射的方式在年老老鼠身上注射來自年輕或年老老鼠的血漿，並使牠們通過測試。
一般來說，未治療的年長老鼠無法與年輕老鼠相比，而注射年老老鼠血漿時也會如此。但如果牠們輸以年輕老鼠的血漿時，牠們會做的更好。
在另一個測試中也有同樣的結果。在其中，老鼠被訓練成當被丟入某一特殊環境時，會因為恐懼而僵住。當牠們愈辨識出那個環境時，僵住的時間會愈久。年長老鼠僵住的時間通常會比年輕的來得短。再一次，當年長老鼠給予年輕血漿時，「僵住」的時間會大幅增加.
在這二種測試中，如果血漿提供給年老老鼠，而改善卻消失了，首度被歸咎於高溫。熱處理能使蛋白變性，所以這暗示有某種或某一群在年輕老鼠血漿中出現的血源性蛋白（blood-borne protein）或許是造成年老老鼠認知改善的原因。
"這裡有幾種因子出現在年輕老鼠血液中，那能夠為年老老鼠的腦部「充電」，故使其功能更像年輕的老鼠，" Wyss-Coray 說。"我們正在密集研究，要找出這些因子會是哪些，以及它們到底源自於哪種組織。"
"我們仍不清處這是否對人類有效，" 他說，並補充表示，他希望更快而非更晚才找到。其公司的近期目標是透過臨床試驗來測試這個命題。
※ 相關報導：
＊ Young blood reverses age-related impairments in cognitive function and synaptic plasticity in mice
http://dx.doi.org/10.1038/nm.3569
Saul A Villeda, Kristopher E Plambeck, Jinte Middeldorp,＊ 研究指出：阿茲海默症是「第三型」糖尿病！
Joseph M Castellano, Kira I Mosher, Jian Luo,
Lucas K Smith, Gregor Bieri, Karin Lin, Daniela Berdnik,
Rafael Wabl, Joe Udeochu, Elizabeth G Wheatley,
Bende Zou, Danielle A Simmons, Xinmin S Xie,
Frank M Longo, Tony Wyss-Coray.
Nature Medicine (2014)
doi: 10.1038/nm.3569
＊ 科學家發現引起神經退化的新原因
＊ PSD-95、NO 與多重軸突
＊ 阿茲海默症也有性別差異？
＊ 阿茲海默症的記憶問題源自腦中漂蕩的蛋白質團塊
＊ 人類幹細胞被轉變成阿茲海默症所缺乏的關鍵神經元
＊ 改寫教課書：新發現挑戰神經元如何運作的傳統智慧
＊ 長期記憶解碼我找到關鍵細胞
＊ 成大發現「雷帕黴素」可治失智症
＊ 類胰島素分子在學習與記憶中扮演關鍵角色
＊ 再生胰島素的契機：betatrophin
＊ 植入不實記憶老鼠之全面啟動
＊ 你的「現實」其實只有 15 秒
＊ 科學家揭露「（心理）創傷的遺傳」如何調停
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逆齡回春 靠吸血鬼療法？
http://udn.com/NEWS/WORLD/WOR6/8656889.shtml
【聯合報╱編譯馮克芸／綜合報導】2014.05.06
兩個科學家團隊在四日發表的研究中指出，年邁老鼠在輸入幼鼠的血液後可返老還童，使其肌肉和大腦重新煥發青春。專家認為，這項研究聽起來可能殘忍，但有助於未來醫治阿茲海默症和心臟病。
英國電訊報在標題為「吸血鬼療法可能逆轉老化」的報導中說，歷史上許多文化都曾讚頌青春熱血，有些孩童因此犧牲，有些戰勝者吸食年輕戰士的鮮血。甚至有傳言說，北韓前領導人金正日曾接受健康處女輸血，以延緩老化。
現在史丹福大學科學家發現，年輕的血的確可讓腦部「充電」、形成新血管、改善記憶及學習力。
這項發表在「科學」期刊上的研究，把三個月大幼鼠的血反覆注入十八個月大老鼠的體內，後者的年齡已接近老鼠自然壽命的終點。實驗結果發現，這種「吸血鬼療法」使得年邁老鼠腦部的結構、分子及功能改變，提高其在記憶及學習任務上的表現。
而在另一項研究中，哈佛大學科學家發現老鼠血液中的一種「年輕蛋白質」GDF11，可使腦部和肌肉維持年輕強健。GDF11大量存在幼鼠的血液中，但會隨著年齡增長而逐漸減少。
雖然上述兩個科學團隊的發現都來自老鼠實驗，但研究人員希望能在未來兩到三年內展開人體研究，為人類的長壽及健康帶來快速進展。
美國國家心臟、肺及血液研究所分子醫學中心主任芬可表示，如果年輕人的GDF11在老年人身上也有上述實驗中的逆齡效果，「我們將不再是讓人老得慢一點，而是真正讓人返老還童」。
但柏克萊加州大學生物工程教授柯柏伊提出警告，讓老化的器官變年輕，很可能大幅增加癌症的發生率，他說：「小心別期待太高。」
返老還童的小鼠
http://www.cna.com.tw/magazine/21-1/201405070002-1.aspx
發稿時間：2014/05/07
科學家成功使實驗室小鼠重返青春，但是同樣的方法也可以在人類身上實現嗎？
是什麼讓我們逐漸老去，而我們能夠反轉老化的命運嗎？幾個世紀以來，這個大哉問讓許多聰明的人百思不得其解。現在，科學家發現有藥物能夠把生物時鐘往回撥。儘管目前只在小鼠身上看到成果，但這也表示人類距離解答這道亙古難題又靠近了一步。
美國哈佛醫學院與澳洲新南威爾斯大學的研究者發現，所有生物體中隨著年齡增加而逐漸消耗的酵素「菸鹼醯胺腺嘌呤二核苷酸」（NAD），能夠在老化的細胞中倒轉衰老的過程。兩歲的小鼠細胞在給予NAD短短一週後，細胞內的年齡指標分子表現得與六個月大的小鼠相似。這就相當於六十歲的人類，卻有二十歲的特徵。
研究者表示，這現象是由於NAD使某個分子機制「回春」，啟動細胞核與粒線體之間的溝通。粒線體是提供細胞能量的發電廠，長久以來被視為老化過程中的關鍵角色。當粒線體隨著時間推移漸漸失去原有功能時，許多老化相關的病症也逐漸出現，像是阿茲海默症和糖尿病。
「我們發現老化過程就像夫婦相處一樣。當他們年輕時，彼此溝通良好；然而多年來共處在小小的住所，溝通也開始崩壞。」哈佛醫學院遺傳學教授，同時也是本篇研究的團隊領導人大衛‧辛克萊爾（David Sinclair）如是說，「也正如同夫婦，只要重新開始溝通，就能解決問題。」
在辛克萊爾的早期研究中，他的團隊發現名為SIRT1的基因扮演了像是「保全人員」的角色，它能夠防止名為HIF-1的分子干擾溝通。但是當NAD在細胞中的表現量隨著年齡逐漸下降，SIRT1便失去了這樣的能力，而隨之增加的HIF-1就開始在原本暢通的溝通路徑上肆虐。
研究團隊發現，隨著時間過去，這樣的溝通受阻會降低細胞生產能量的能力，老化與疾病的徵兆也變得明顯。在正常狀況下，當身體組織缺乏氧氣時，HIF-1就會活化，然而有些癌症也會活化或挾持HIF-1分子。
「許多癌症以及老化過程都會活化同一個分子，這項發現絕對意義重大。」研究人員安娜‧戈麥斯（Ana Gomes）說，「如今我們逐漸發現癌症與老化的生理機制有若干相似之處。這或許可以解釋為何罹癌的最大風險就是年齡。」
「當然我們還得做更多的研究，但如果這些實驗結果確立了，那麼及早發現某些衰老特徵，便有機會反轉老化。」辛克萊爾補充道。
研究團隊希望能夠在一年內展開人體試驗。（譯者／張捷）
完整內容請見《BBC知識》國際中文版第33期（2014年5月號） 。版權所有，轉載請註明出處。
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