这项发表在《自然医学》上的研究挑战了长期以来认为这些细胞总是有益的观点。通过检查人脑组织并在小鼠身上进行实验，研究人员发现了证据，表明这些通常起支持作用的细胞出现问题会损伤神经纤维并干扰认知功能。
这一发现也为保护衰老大脑指明了一种可能的新途径。作用于相关生物通路的药物已被用于治疗其他神经系统疾病，这增加了人们将现有疗法最终改造为对抗与年龄相关的认知衰退的希望。
科学家发现衰老大脑中的变化
该研究由爱丁堡大学和英国痴呆症研究所的研究人员主导，他们调查了大脑变化与晚年认知能力下降之间的关系。
他们的研究重点是1936年洛锡安出生队列（Lothian Birth Cohort 1936），这是一群从童年到老年一直被追踪认知能力的人。这份异常广泛的记录使科学家能够研究思维和记忆在几十年间的变化。
在70至82岁之间，参与者接受了评估，测量了他们的记忆力、处理信息的速度以及理解空间关系的能力。
在该队列招募的1,091人中，有866人在70岁后完成了额外的认知测试。几乎每个人都经历了至少一定程度的衰退，但衰退的速度差异很大。这些差异为研究人员提供了机会，以调查快速恶化的大脑与缓慢衰老的大脑之间可能存在的区别。
当科学家检查从部分参与者死后收集的脑组织时，他们发现了一个惊人的规律。认知衰退更严重的个体往往拥有更少的大型神经纤维，并伴有不健康髓鞘的异常积累。
髓鞘是包裹在神经纤维周围的保护层，帮助电信号在大脑中高效传递。尽管这种绝缘层对正常的大脑功能至关重要，但研究结果表明，过量或异常的髓鞘可能成为问题的一部分。
这些变化在残留的大型神经纤维周围尤为明显。重要的是，这些异常与认知能力下降的速度有关，而不是与某人在特定年龄的认知测试中表现如何有关。
一种保护性脑细胞可能存在隐藏的弱点
为了了解可能导致这些变化的原因，研究人员将注意力转向了少突胶质细胞，这是一种负责产生和维持髓鞘的特化脑细胞。
少突胶质细胞传统上被认为是有益的，因为它们有助于保持神经纤维的绝缘和正常运作。然而，新的研究结果表明，这些细胞在衰老过程中可能会发生功能障碍，并可能导致它们通常帮助预防的问题。
研究人员发现，认知衰退更严重的人其少突胶质细胞内一种名为NRF2的蛋白质水平较低。
NRF2通过调节数百个参与防御损伤和维持正常细胞功能的基因，在细胞中发挥重要的保护作用。当其活性降低时，细胞保护自己及执行常规功能的能力可能会下降。
为了调查这种蛋白质是否直接参与了大脑变化，该团队在小鼠身上进行了实验。
当研究人员特异性减少少突胶质细胞中的NRF2时，动物产生了过量的髓鞘并失去了大型神经纤维，这与在人脑组织中观察到的异常非常相似。小鼠在衰老过程中也表现出认知能力的改善减少。
这些实验提供了证据，表明NRF2活性下降可直接破坏少突胶质细胞功能，可能引发髓鞘和神经纤维的变化，进而导致认知衰退。
现有药物可能提供新的治疗策略
这些发现可能对开发有助于保持老年人认知能力的治疗方法具有重要意义。
一个特别有前景的方面是，NRF2通路已经是用于治疗其他疾病的药物靶点，包括一种用于治疗多发性硬化症（MS）的处方药。
先前的研究发现，增加NRF2活性可以改善MS患者的认知功能。这增加了这样一种可能性，即作用于同一通路的药物最终可能被重新用于解决少突胶质细胞功能障碍和与年龄相关的认知衰退。
尽管还需要进一步的研究来确定此类治疗是否会使经历认知衰退的老年人受益，但这一发现确定了一个潜在的有价值的治疗靶点。
爱丁堡大学和多伦多联合健康网络（Unity Health Toronto）旗下圣迈克尔医院的MRC高级非临床研究员及英国痴呆症研究所团队负责人维罗妮克·米龙说：
“随着人口老龄化，认知衰退的患病率不断上升，而目前尚无治疗方法，我们对这项工作感到兴奋，因为它为在衰老过程中保持认知能力的新治疗策略指明了一种潜在策略。”
对认知衰退的新理解
除了潜在的医学应用外，这项研究还改变了科学家对少突胶质细胞在衰老大脑中作用的理解。
这些细胞似乎不仅仅是在一生中为健康的神经功能提供支持，它们还有可能发生功能障碍并导致认知问题。
该研究的第一作者、多伦多圣迈克尔医院和英国痴呆症研究所的博士后研究员乔治娜·克雷格说：
“这项研究从根本上改变了我们对衰老过程中这些脑细胞的看法。我们一直认为少突胶质细胞纯粹是有益的，但在这里我们惊讶地发现，它们可能发生功能障碍并导致衰老过程中的认知障碍。”
研究结果表明，维持健康的少突胶质细胞功能可能成为在人们变老时保护记忆和思维能力的重要策略。
这项发表在《自然医学》上的研究由英国研究与创新署（UKRI）医学研究理事会（MRC）和加拿大卫生研究院（CIHR）资助。该研究还涉及爱丁堡大学洛锡安出生队列研究和西北大学的科学家。