一种与人类异常长寿有关的基因可以保护脑干细胞不受化学物质的有害影响压力威尔康奈尔医学院(Weill Cornell Medicine)研究人员的一项新研究显示。
对寿命超过100岁的人的研究表明，许多人都有一种不同寻常的基因，叫做叉头盒蛋白O3 (FOXO3)．这一发现促使威尔康奈尔医学院的病理学和实验室医学副教授Jihye Paik博士和她的同事们研究这种基因如何在衰老过程中促进大脑健康。
2018年，Paik博士和她的团队证明，大脑中缺乏FOXO3基因的小鼠无法应对大脑中的压力条件，这导致脑细胞的渐进性死亡。他们的新研究发表在自然通讯，发现FOXO3通过阻止干细胞分裂来保持大脑的再生能力，直到环境能够支持新细胞的存活。
白博士说:“干细胞产生新的脑细胞，这对我们成年后的学习和记忆至关重要。”白博士也是威尔康奈尔医学院(Weill Cornell Medicine)桑德拉和爱德华·迈耶癌症中心(Sandra and Edward Meyer Cancer Center)的成员。“如果干细胞不受控制地分裂，它们就会耗尽。FOXO3基因似乎通过阻止干细胞分裂来完成它的工作，直到压力消失。”
许多挑战，如炎症、辐射或缺乏足够的营养都会给大脑带来压力。但是Paik博士和她的同事们专门研究了当脑干细胞暴露在氧化应激下会发生什么，氧化应激是当有害类型的氧气在体内积聚时发生的。
她说:“我们了解到，氧化应激直接修饰了FOXO3蛋白。”这种修饰将蛋白质送入干细胞的细胞核，在那里启动应激反应基因。
由此产生的应激反应导致一种叫做s-腺苷甲硫氨酸(SAM)的营养物质的消耗。这种营养物质是帮助一种叫做层蛋白的蛋白质在干细胞细胞核的DNA周围形成保护膜所必需的。
她说:“如果没有SAM, lamin就无法形成这种强大的屏障，DNA就会开始泄漏。”
细胞将这种DNA误以为是病毒感染，从而引发一种称为i型干扰素反应的免疫反应。这会导致干细胞进入休眠状态，停止产生新的神经元。
“这种反应实际上对干细胞非常有利，因为外界环境对新生神经元来说并不理想，”Paik博士解释说。“如果新细胞在如此紧张的条件下产生，它们会被杀死。干细胞最好保持休眠状态，等到压力消失后再产生神经元。”
这项研究可能有助于解释为什么FOXO3的某些版本与异常长寿和健康的生活有关;它们可能帮助人们保持良好的脑干细胞储备。这也有助于解释为什么增加FOXO3的定期锻炼有助于保持思维的敏锐。但Paik博士警告说，要知道这些新信息是否能用来创造治疗脑部疾病的新疗法还为时过早。
“这可能是一把双刃剑，”Paik博士解释道。“FOXO3的过度激活可能非常有害。我们不想一直开着它。”
为了更好地理解相关过程，她和她的同事将继续研究FOXO3是如何被调节的，以及短暂地打开或关闭它是否对健康有益。
