探讨衰老相关疾病,迎接重度老龄化(一)
衰老是一种普遍存在的生物学过程,人类无法避免。衰老也是多种慢性疾病的主要危险因素,包括神经退行性疾病、心脑血管疾病、骨关节炎和慢性肾脏疾病等。2022年9月20日国家卫生健康委员会指出:截止于2021年底,全国60岁及以上的老年人口已达到2.67亿,预计2035年前后全国进入重度老龄化社会,60岁及以上老年人口将达4亿。目前,全球人口老龄化程度日趋加重,人们将更加关注与衰老相关的疾病。为助力广大科研工作者的抗衰老研究,本文对衰老与神经退行性疾病之间部分作用关系进行简述。
1 衰老致血脑屏障(BBB)完整性丧失
BBB可精确控制血液和脑实质之间的化合物交换,对维持大脑的动态平衡至关重要,同时也可以防止有害的毒素和病原体进入大脑。但随着年龄的增长,BBB会逐渐被破坏。与健康BBB相比,被破坏的BBB结构与功能都会发生变化(见图1)。在正常老龄化过程中,核磁共振成像显示,即使是没有认知障碍的海马体中也存在着与年龄相关的BBB完整性丧失。在神经退行性疾病中,BBB完整性丧失将进一步恶化。神经退行性疾病的BBB功能障碍主要体现在BBB转运体和受体(如:葡萄糖转运蛋白1(GLUT1)、低密度脂蛋白受体相关蛋白(LRP)或渗透性糖(Pgp))发生改变、氧化应激(ROS增加)和炎症反应(IL-1β、IL-6、TNFα等增加)。因此,衰老为神经退行性疾病的发生提供了BBB完整性丧失这一有利条件。
图1健康状态和破坏状态的BBB
(图片源自《MolecularPsychiatry》杂志)
2 衰老与ɑ-突触核蛋白(ɑ-syn)聚集协同作用
ɑ-syn在帕金森病和路易体痴呆等与年龄相关的神经退行性疾病中的聚集已被广泛研究,但衰老在ɑ-syn病理表现中的作用尚不清楚。2022年9月,国立卫生研究院MasliahEliezer团队研究结果显示,给幼年小鼠纹状体内注射ɑ-syn后,小胶质细胞炎症反应相关基因表达水平与老年小鼠小胶质细胞一致,提示与衰老相关的神经退行性疾病的病理改变可能是衰老和ɑ-syn聚集效应之间的炎症反应协同作用所致。巨噬细胞/小胶质细胞的衰老或ɑ-syn聚集激活Toll样受体(如TLR2)和集落刺激因子受体(CSF-R),增加细胞趋化因子(如TNFα、IL-6、IL-10)的产生,进而激活小胶质细胞、星形胶质细胞,加上T细胞协同作用,共同产生促炎性神经毒性因子,导致神经退行性变(见图2)。有关研究也证实,细胞衰老是ɑ-syn诱导帕金森疾病发病机制的中间环节之一。
图2衰老与ɑ-syn聚集相互作用途径
(图片源自《MolecularNeurodegeneration》杂志)
3衰老致大脑铁沉积增加
随着年龄的增长,各种铁分子形式(铁蛋白(FE)、转铁蛋白(TF)、含铁血黄素、神经黑色素)沉积在大脑中,导致大脑老化。大脑中铁的异常积累被认为是神经退化的生物标志物。当大脑铁沉积增加时,铁离子被大脑中的星形胶质细胞、神经元、少突胶质细胞和小胶质细胞吸收并利用,大脑铁稳态失衡,从而诱发神经退行性疾病(见图3)。经研究发现铁可以通过直接与淀粉样蛋白结合或介导活性氧生成间接增强α-syn、Aβ或Tau蛋白的聚集参与到神经退行性疾病的病理过程。
图3铁与帕金森疾病、阿尔茨海默症之间的关系网
(图片源自《InternationalJournal of Molecular Sciences》杂志)
衰老是生理完整性的进行性恶化,导致多种功能受损,增加了神经退行性疾病的易感性。在如今及未来庞大的老龄人口基数上,保护老年人机体健康、预防老年疾病、提高老年人生活质量成为个人、家庭及社会巨大的压力。因此,抗衰老研究将变得意义重大,延缓生理衰老过程,最终减缓或预防多种衰老相关疾病的出现或恶化成为抗衰老研究的主要目的。
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衰老及神经退行性疾病动物模型:
1、衰老症小鼠模型
http://www.cloud-clone.com.cn/AnimalExperiments/Mouse-Model-for-Sneility-DSI749Mu01.html
2、帕金森(PD)小鼠模型
http://www.cloud-clone.com.cn/AnimalExperiments/Mouse-Model-for-Parkinson-s-Disease-DSI710Mu02.html
3、阿尔茨海默症(AD)大鼠模型
http://www.cloud-clone.com.cn/AnimalExperiments/Rat-Model-for-Alzheimer-disease-DSI707Ra01.html
同时,云克隆开发了上述研究中涉及到的相关靶标产品,靶标及核心货号如下,供参考: