免疫蛋白C1q在大脑衰老中的重要作用
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波士顿儿童医院的 Beth Stevens 博士实验室进行了一项开创性研究,发现一种免疫蛋白对衰老大脑中的神经元蛋白质合成具有显著影响。Stevens 实验室此前的研究已经揭示,中枢神经系统中的免疫细胞——小胶质细胞通过使用免疫蛋白 C1q 标记突触,从而在发育中的大脑中帮助修剪突触。这项由 Nicole Scott-Hewitt 领导的新研究发表在《细胞》杂志上,进一步表明神经元也能够内化 C1q。研究发现,C1q 能够通过与细胞质中的核糖体蛋白、RNA 结合蛋白和 RNA 相互作用,影响神经元内的蛋白质生成。此外,C1q 会随着时间在神经元中积累,这表明它可能在与年龄相关的认知变化和神经退行性疾病中起到作用。
研究题为“小胶质细胞 C1q 在衰老过程中积聚在神经元核糖核蛋白 (RNP) 复合物中”
该研究发表在《细胞》杂志上,重点揭示了以下主要发现:
大脑蛋白质生成的年龄变化
在缺乏 C1q 蛋白的成年小鼠中,神经元中蛋白质的产生显著增加,并且大脑中蛋白质的平衡也发生了变化。这表明 C1q 在控制大脑蛋白质生成方面起着重要作用。成年小鼠与年轻小鼠在蛋白质产生上的差异表明这些变化与年龄有关。
神经元吸收 C1q 的机制
研究发现,神经元可以通过细胞内吞作用吸收细胞外的 C1q 蛋白。特别是,C1q 蛋白中的胶原样结构域对于这一吸收过程至关重要。神经元通过这一机制将 C1q 内化,从而使其在细胞内部发挥作用。
对学习和记忆的影响
删除成年小鼠小胶质细胞中的 C1q 会影响它们忘记恐惧记忆的能力,这表明 C1q 在学习和记忆过程中具有重要作用。研究表明,C1q 可能通过与神经元蛋白质生成相关的特定复合物相互作用,帮助维持记忆和大脑灵活性。
C1q 在大脑衰老中的作用
先前的研究表明,随着大脑年龄的增长,C1q 水平会显著增加。虽然 C1q 在神经元和突触表面的作用已广为人知,并且在大脑发育和疾病中起着重要作用,但其在衰老大脑中的作用尚未明确。该研究采用了一种全面的方法来探讨 C1q 如何随着大脑年龄的增长与其他蛋白质相互作用,发现 C1q 与衰老大脑中的 RNA 结合蛋白相互作用。这一发现令人惊讶,因为它表明 C1q 存在于老年大脑的神经元内部,暗示由小胶质细胞等大脑巨噬细胞产生的免疫蛋白也会影响神经元内部功能。
失去 C1q 对蛋白质生产和记忆的影响
研究进一步探讨了缺失 C1q 是否会影响大脑随着年龄增长而产生的蛋白质。结果显示,缺乏 C1q 的成年小鼠神经元中蛋白质的产生显著增加。此外,去除 C1q 会影响小鼠忘记恐惧经历的能力,这表明 C1q 在成人大脑中具有独特作用,独立于其先前所描述的突触修剪功能。
结论
这项研究揭示了 C1q 在衰老大脑中的复杂作用,尤其是在蛋白质生成和记忆形成方面。随着年龄的增长,C1q 在神经元中的积累可能是导致认知功能变化和神经退行性疾病的一个重要因素。这一发现不仅深化了我们对大脑衰老机制的理解,还为未来的治疗策略提供了新的可能性,特别是在针对与年龄相关的认知变化和神经退行性疾病方面。研究表明,C1q 通过影响神经元内的蛋白质合成和与 RNA 结合蛋白的相互作用,可能在维持大脑健康和功能方面发挥关键作用。
2025-12-14
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