从母亲继承的X染色體被联系到大腦更快衰老

(2025-02-28 17:32:34)

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杂谈

从母亲继承的 X 染色體被联系到大腦更快衰老

By Nicoletta Lanese

published 5 hours ago

Neuroscience

雌性哺乳動物典型的攜帶兩條 X 染色體——来自父母各一條——一項新的研究提示母體 X 染色體被联系到更快大腦衰老。

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科學家們已经發現了在大腦如何衰老中的一种潛在性別差異，被联系到 X 染色體。 (Image credit: Steven Puetzer via Getty Images)

一項新的動物研究提示一种從母親傳給後代的 X 染色體可能加速大腦衰老。

該研究強調男性和女性的大腦衰老中一种潛在的根本差異。這項研究被在小鼠中進行，但如果发现轉化到人類，它們可能指向認知能力下降的性別特異性驅動因素，最終来預防或治療它們的方法。

资深研究作者、加州大學三藩市分校（UCSF）神經學教授兼戴维口尔特（David A. Coulter ）衰老和神經退行性疾病講座教授杜巴尔（Dena Dubal ）博士說，“雌性在許多衰老测量上显示韌性”。例如，她們往往壽命比男性更長，並有各種形式认知症的更低發生率。阿爾茨海默病是一個例外，它更高率影像女性，但甚至如此一些研究提示患有阿爾茨海默病的女性比男性存活時間更長。

杜巴尔和同事好奇是否性染色體 X 和 Y可以幫助解釋這些差異。哈佛醫學院神經病學副教授雷切爾巴克利說，有在X染色體上帮助預防认知症的基因的證據，而其他的贡献到認知能力下降的風險，他沒有參與這項新研究。這項新研究揭开可能形成X 染色體影響的一个潛在因素。

X的起源要紧的

典型的女性在每個細胞中攜帶兩條 X 染色體——一條來自她们的母亲，一條來自她们的父亲。但一個細胞只需要一個 X 是活跃的，因此另一個 X 是「沉默的」。這造成雌性攜帶已经要么沉默她们的父系要么母系 X 染色體細胞的馬賽克。與此同時雄性——典型的攜帶一個 X 和一個 Y——从来只從他们的母親繼承他們的 X，而且它在每個細胞中是活躍的。

杜巴尔说，“這使我們好奇关于女性的復原力，以及有媽媽和爸爸的 X 染色體的多樣性是否有献到復原力” 。

為探索這個想法，杜巴尔、加州大學三藩市分校博士後研究員赛库（Samira Abdulai-Saiku）和同事們用不同年齡的雌性實驗室小鼠做了實驗。一些實驗涉及用一种基因技巧来沉默某些小鼠中的所有父系 X 染色體，只留下母親的 X 染色體活躍的。將這些小鼠與母系和父系 X 混合打開的其他小鼠進行了比較

巴克利說，“我實際上真的很喜歡這種方法”。巴克利告訴生活科学杂志，將雌性與雄性比較會已经引入額外的與性別相關因素，例如荷爾蒙差異。

杜巴尔指出，該團隊還確保来自每個父母的 X 染色體基因上是相同的。因此，她解釋說浮現的任何差異都会被相关到哪個父母傳给了它們，而不是基因本身中的差異。這也使該團隊能夠来定下表觀基因學中的差異，表觀基因學是附著在DNA上的化學標籤，並控制哪些基因能被打開。

年輕的「母亲-X」小鼠在認知上相似于其他年輕小鼠，在基於迷宮的測試中表現大致相同。但在更老年龄它們表明了更明顯的認知能力下降，特别是在它们的空間記憶和工作記憶中。杜巴尔說，“检测表明了一个非常驚人的影响”。

該團隊好奇是否這些下降被关联到海馬體中的變化，大脑中的一个關鍵記憶中心。為看他們觀察了来自年輕和老年小鼠海馬體DNA上的表觀基因標記。表觀基因標籤跨整個生命週期變化，某些模式共相關到“更高”的生物年齡——換句話說，一个更晚期程度的衰老。在更老的實際年齡，母亲-X 小鼠在海馬體中表明了一个比有兩個 X 的小鼠更大程度的生物衰老。然後，科學家們基于是母亲的还是父亲的 X 是活躍的分類了来自海馬體的神經元，如此他們就可以观察哪些基因被打开。

在母系 X 上三個基因被沉默——Sash3、Tlr7 和 Cysltr1——但在父系 X 上是很活躍的。用基因編輯工具 CRISPR，他們调查了如果他們在只有母系 X 的老年小鼠的大腦中回去打開這些基因會發生什麼。在測試中，這些小鼠在空間學習和記憶中表明了改善。

這對人類意味著什麼

杜巴尔說，有趣的是在人類中這三個基因被涉及免疫保護，但它們在神經元中的確切角色尚不完全清楚。未來的工作可以進一步调查這些基因在神經元和其他類型的腦細胞中做的。她補充說，目前還不清楚來自不同父母的 X 染色體如何或為什么经历不同的表觀基因變化。

該團隊還想調查這些發現對雄性可能意味什麼，雄性只攜帶母系 X 染色體——理論上然后有更大的大腦衰老速度。杜巴尔推測，“人们能想像”，一個人攜帶的母體 X 越活躍，在大腦衰老上的影響就越明顯。但這仍有待被肯定。