【Nature子刊】权威！环境如何为一个活跃的大脑提供保鲜养料？

为什么一个充满活力、变幻多姿的生活能让人们在年老时仍然保持精神健康矍铄呢？近期，科学家在给小鼠做的实验研究中得出了一些新的结论，经过对比分别在高刺激和低刺激的同龄老年鼠的海马体活跃度，发现来自高刺激环境的记忆力远远强过低刺激环境的老年鼠。这种原理也许同样可以适用人类。

近期，来自DZNE和德累斯顿理工大学德累斯顿再生治疗中心(CRTD)的研究人员,在《Nature Communications》上发表了题为“Environmental enrichment preserves a young DNA methylation landscape in the aged mouse hippocampus”的论文。他们发现：一个大脑是否具有良好的可延展性与附着在DNA的甲基基团对基因的激活能力有关。

人体内的DNA包含着数千个基因，当然这一特征也适用于老鼠。然而，决定着细胞的功能以及细胞健康与否的因素不仅仅只是这些细胞模型，其最重要的因素是哪些基因可以被打开或者关闭。

众所周知，衰老、生活条件和行为都会给激活基因的能力带来影响，这一现象被称为“表观遗传学”，是目前研究的重点。为此，研究人员对在不同环境中长大的小鼠进行了探究。其中一组小鼠从小养尊处优,在它们的生长环境中没有缺少过玩具和隧道管的陪伴；而另一组的啮齿小鼠就没有这样的优厚待遇。

DNA的附着作用

在科学家检测这些小鼠的基因组的过程中，他们发现：对于来自刺激强度大的环境中的鼠群，随着年龄的增长，DNA的某些化学附着只发生了相对较小的变化；而在来自低刺激环境的鼠群中，只要将年轻和年老的鼠放在一起进行比较，就会发现上述这一DNA的变化要明显得多。“我们注册了所谓的甲基基团，这些基团附着在DNA上，这些化学附着物本身并不会改变遗传信息，但是会对单个基因能否被激活产生影响。”Gerd Kempermann，DZNE德累斯顿网站的发言人、DZNE研究小组组长、来自CRTD的一位科学家，这样解释。

可延展性大脑

这种“表观遗传标记”会随着年龄的增长而减少，但对于那些处于刺激强度大的生存环境的动物，甲基团的减少相对较小。因此，在一个变幻多端的环境中长大的老年鼠，从某种意义上说，它们基因的活性仍然可以保持在很年轻活跃的状态。尤其是，这影响了一系列基因，这些基因密切关系到海马体中新神经元和细胞连接的增长。“从表观遗传学的角度来看，这些动物保留了比较年轻的海马体，”Kempermann说。因此，与在低刺激环境中长大的同龄小鼠相比，这些小鼠的大脑更具可延展性，专家把这种特性称为“神经可塑性”。

目前的研究并不包括行为实验。然而，作者指出，许多其他研究表明，来自高刺激环境的小鼠比那些来自低刺激环境的小鼠在记忆测试中的表现更出色。

这位神经学家说：“由此我们可以推论，这种精神健康得益于我们观察到的甲基化模型的稳定性。当然，问题的关键还在于我们得出的这些结论在多大程度上适用于人类，那样的情况可能会更复杂。毕竟，这些问题关系到生活环境如何影响行为以及人类对比小鼠实验中复杂得多的外界刺激如何做出反应。但是，我们仍然有充分的理由确信人类和小鼠身上的基本表观遗传原理是一样的。”

总之，虽然对两组处于不同环境的小鼠的实验为我们研究环境因素对人类的作用提供了参考与启发，但是人类生活的环境毕竟远比小鼠的复杂，而且人类的基因和大脑繁杂度也不能和小鼠的相提并论，接下来需要探索的还有很多......（转化医学网360zhyx.com）

参考资料：

https://www.nature.com/articles/s41467-021-23993-1

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。

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