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增强肠-脑通信可逆转衰老小鼠的认知衰退

2026-04-25 17:59 范德比尔特大学 分子精神病学 阅读 0
核心摘要: 美国范德比尔特大学研究发现,通过光遗传学刺激老年小鼠的迷走神经,可显著增强肠-脑轴通信,恢复海马体突触可塑性,逆转与年龄相关的认知衰退。该研究为开发非侵入性迷走神经刺激疗法治疗人类认知障碍提供了新思路。

尽管我们都有过在食物入口之前先用“眼睛和鼻子吃饭”的体验,但人们对迷走神经这条将信号从身体传递到大脑的“信息高速公路”却知之甚少。美国范德比尔特大学的研究人员利用光遗传学技术,直接刺激了老年小鼠的迷走神经,并观察到了显著的认知改善效果,为治疗与年龄相关的认知衰退开辟了新路径。

该研究发表在《分子精神病学》上,首次证明靶向增强肠-脑轴通信,可以有效恢复老年动物模型关键脑区突触可塑性,使其重新获得年轻态的学习和记忆编码能力。

一、迷走神经

迷走神经是身体最长的自主神经,它起源于脑干并广泛分布于胸腔和腹腔内脏器官,特别是胃肠道、肝脏和胰腺。迷走神经不仅将大脑的命令传递到身体,也将内脏感觉信息(如胃扩张、营养吸收分布、炎症信号等)传递给大脑。在许多“肠-脑轴”的语境中,迷走神经充当了物理信息通道。

在衰老过程中,迷走神经的传导速度和纤维密度会自然下降。因此,即使老年小鼠的肠道依然摄入了足够的营养,其向大脑传递的饱腹感和奖励信号也会显著减弱。这种信号的“断线”不仅影响进食行为,还对负责编码记忆的海马体功能产生负面影响,因为海马体本就依赖来自肠道的奖励预期信号来巩固记忆。

二、光遗传刺激

研究团队在青年和老年小鼠的迷走神经周围植入了微型光纤,并在其自由活动时传输特定波长的蓝光,以激活迷走神经传入末梢上表达的光敏离子通道。他们每天仅在傍晚给予30分钟的刺激,模拟进食高峰期的自然迷走神经放电模式。

突触与记忆:与未受刺激的老年对照组相比,接受为期5天光遗传刺激的老年小鼠,其海马CA1区的长时程增强幅度显著增强,接近于青年小鼠的水平。在恐惧条件化和新物体识别任务中,受刺激的老年小鼠的记忆提取准确率比老年对照组高出两倍以上。它们能清晰地记得那个之前“被电击”的环境,以及哪个物体是“新见过”的。

基因调控:对海马体组织进行测序后发现,刺激上调了与突触形成、线粒体功能和抗炎反应相关的基因表达模块。其中一些分析鉴定了已知的与BDNF和CREB信号通路相关的靶点。

三、人类转化前景

这项研究的发现是首个在人脑中进行的概念验证,表明非侵入性迷走神经刺激可以增强衰老过程中的记忆功能。经皮耳迷走神经刺激是一种通过向耳朵皮肤输送低强度电流的、已获批准且安全的物理疗法。

本研究表明,每天进行一次耳迷走神经刺激,即使在没有任务学习的静息状态下,也可以通过驱动BDNF的翻译来增强海马体功能。该研究团队计划尽快开展一项为期6个月的随机对照试验,招募有主观记忆抱怨的无痴呆老年人。

来源:范德比尔特大学,《分子精神病学》,2026年3月11日

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