2018年，Paik博士和她的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，大腦中缺乏FOXO3基因的實(shí)驗(yàn)鼠無法應(yīng)對(duì)腦部的壓力應(yīng)激狀態(tài)，進(jìn)而導(dǎo)致了其腦細(xì)胞的進(jìn)行性死亡。他們于1月28日發(fā)表在《自然通訊》上的新研究揭示，FOXO3會(huì)通過阻止干細(xì)胞分裂來達(dá)到保持大腦再生能力的目的，并且這一阻止分裂狀態(tài)會(huì)一直持續(xù)到環(huán)境能夠支持新細(xì)胞的生存為止。

“干細(xì)胞能夠產(chǎn)生新的腦細(xì)胞，這一過程對(duì)于我們成年后的學(xué)習(xí)和記憶來講至關(guān)重要，” Paik博士說道（她也是威爾康奈爾大學(xué)醫(yī)學(xué)院Sandra和Edward Meyer癌癥中心的成員）?！叭绻杉?xì)胞不受控制地分裂，那么它們就會(huì)耗盡。而FOXO3基因似乎能夠起到阻止干細(xì)胞分裂直至個(gè)體的壓力狀態(tài)消失的作用?！?/span>

許多挑戰(zhàn)（如：炎癥、輻射或缺乏足夠的營(yíng)養(yǎng)物）都會(huì)使大腦處于壓力應(yīng)激狀態(tài)。但是Paik博士和她的同事主要關(guān)注的是當(dāng)腦干細(xì)胞暴露于氧化應(yīng)激狀態(tài)時(shí)會(huì)發(fā)生的事情，這里氧化應(yīng)激是指有害的氧在體內(nèi)積聚時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)激狀態(tài)。

她說：“通過實(shí)驗(yàn)，我們了解到氧化應(yīng)激直接對(duì)FOXO3蛋白進(jìn)行了修飾。”這種修飾會(huì)將蛋白質(zhì)送入干細(xì)胞的細(xì)胞核中負(fù)責(zé)啟動(dòng)應(yīng)激反應(yīng)基因的位置。

由此產(chǎn)生的應(yīng)激反應(yīng)將消耗一種名為s-腺苷甲硫氨酸（SAM）的營(yíng)養(yǎng)物。這種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可以促進(jìn)一種叫做層粘連蛋白的蛋白質(zhì)在干細(xì)胞細(xì)胞核的DNA周圍形成一層保護(hù)膜。

她說：“沒有SAM，層粘連蛋白就不能形成這種強(qiáng)大的屏障，DNA就會(huì)發(fā)生外泄?！?/span>細(xì)胞會(huì)將這種DNA外泄誤認(rèn)為是病毒感染，從而激活一種被稱為I型干擾素反應(yīng)的免疫反應(yīng)。這將導(dǎo)致干細(xì)胞進(jìn)入休眠狀態(tài)，進(jìn)而停止產(chǎn)生新的神經(jīng)元。

Paik博士解釋道：“這種免疫反應(yīng)實(shí)際上對(duì)干細(xì)胞是非常有利的，畢竟此時(shí)的外界環(huán)境（應(yīng)激狀態(tài)）對(duì)新生神經(jīng)元來講并不是理想的生存環(huán)境。如果在這樣的應(yīng)激條件下產(chǎn)生新細(xì)胞，那么這些新細(xì)胞就會(huì)被殺死。所以此時(shí)干細(xì)胞最好保持休眠狀態(tài)，等到壓力消失后再產(chǎn)生新的神經(jīng)元。”

這項(xiàng)研究可能有助于我們理解某些類型的FOXO3基因與超長(zhǎng)且健康的壽命相關(guān)的原因——這些類型的FOXO3基因可能有助于人們大腦干細(xì)胞的良好儲(chǔ)備。這一研究結(jié)果也有助于解釋為什么經(jīng)常鍛煉（經(jīng)常鍛煉能夠增強(qiáng)FOXO3）有助于保持個(gè)體精神的敏銳程度。但Paik博士同時(shí)也提醒道，他們目前尚不清楚是否可以利用這些新信息來開發(fā)與腦部疾病相關(guān)的新療法。

“這可能是一把雙刃劍，”Paik博士解釋道?！斑^度激活FOXO3可能會(huì)產(chǎn)生非常糟糕的結(jié)果。我們絕不希望一直激活這一基因?！?/span>為了更好地理解FOXO3基因調(diào)節(jié)干細(xì)胞分裂所涉及的過程，Paik博士和她的同事們將繼續(xù)探究FOXO3是如何被調(diào)節(jié)的，并且還將關(guān)注短暫地打開或關(guān)閉該基因是否對(duì)個(gè)體的健康有益這一課題。

報(bào)道原文：

https:///news/2021-02-reveals-longevity-gene-brain-stem.html

參考文獻(xiàn)：Inah Hwang et al. Cellular stress signaling activates type-I IFN response through FOXO3-regulated lamin posttranslational modification, Nature Communications (2021).

編譯：UTCS（brainnews創(chuàng)作團(tuán)隊(duì)）

校審：Simon（brainnews編輯部）