大脑在生命早期经历快速生长和发育，进入老年后则开始退化，然而，区分大脑发育与衰老的生物学机制仍知之甚少。近日，一项发表于《Genome Research》的研究揭示了年轻与衰老大脑变化之间的基因调控联系。

大脑发育基于复杂且协调的基因调控过程。在发育期，许多基因被转录因子和微RNA等调控因子激活或抑制。问题是，这些调控过程在成年后是否停止，还是在衰老过程中持续活跃？

来自中国科学院上海生命科学研究院、德国马普进化人类学研究所等机构的研究人员，通过分析人类和恒河猴一生中前额叶皮层的信使RNA（mRNA）、微RNA及蛋白质表达变化，回答了这一问题。前额叶皮层参与复杂行为、人格和决策等功能。

研究团队发现，前额叶皮层中独特的基因调控模式在成熟后并未停止，而是持续进入老年期。这一现象在多种功能过程中均有体现，一个突出例子是与神经元功能相关的基因下调。

以往研究显示，神经元基因随年龄增长逐渐丧失活性，归因于一生中神经元细胞积累的损伤。Somel及其同事发现，这一过程早在3-4岁时就已开始，提示这些变化可能是持续至老年的正常发育调控。尽管这些调控在发育期可能有益，但在老年期，持续的基因调控（即“失控的发育”）可能变得有害。有趣的是，这种失控的神经元发育在恒河猴中得以保留，但以更快的速度发生。由于恒河猴中该调控过程进展更快，作者提出这可能是限制其寿命的重要因素——恒河猴寿命仅为人类的三分之一。

作者提醒，衰老是一个多因素参与的复杂过程，但他们的工作提示，失控的发育可能是与衰老相关衰退的重要促成因素。为什么进化没有消除这一潜在有害过程？资深作者Philipp Khaitovich解释，老年期经历的有害影响可能贯穿性地扩散并在人群中固定，尤其是当这些效应在生命早期有益时。

Khaitovich说：“从进化角度看，物种繁殖被优化以保证后代生存。实际上，长寿阻止了基因对变化环境的快速适应。”随着研究人员开始理解这一进化特征的生物学后果，未来可能发现将物种从早期繁殖转向个体长寿、增进老年健康的方法。

该研究由中国科学院上海生命科学研究院的Philipp Khaitovich研究员领导，其研究兴趣包括灵长类基因表达模式、人类独特表型特征的基因基础，以及从新生儿到成年八个生命阶段的人类大脑样本的基因表达模式。