大腦衰老奧秘破解？科學家發現核糖體異常是關鍵元兇

斯坦福大學最新研究為人類揭示了大腦衰老的分子機制。這項發表在《科學》雜志上的突破性發現，可能為延緩認知衰退提供新靶點。

研究團隊以非洲 turquoise killifish（Nothobranchius furzeri）為模型，這種色彩鮮艷的魚類是實驗室中壽命最短的脊椎動物，能快速展現衰老特征。通過比較年輕、成年和老年 killifish 的大腦，科學家發現蛋白質合成過程中的 "翻譯延伸" 階段出現異常，導致核糖體碰撞停滯，進而引發蛋白質穩態失衡。

"隨著衰老，細胞內多個層面出現問題，但共同點是所有這些過程都由蛋白質介導。我們的研究證實，衰老過程中，制造蛋白質的核心機制開始出現質量問題。" 斯坦福大學人文與科學學院唐納德?肯尼迪講席教授朱迪思?弗萊德曼（Judith Frydman）解釋道。

蛋白質穩態（proteostasis）是細胞內平衡蛋白質合成、降解和防止錯誤折疊的關鍵機制。該機制失調導致的蛋白質聚集，被認為是阿爾茨海默病等神經退行性疾病的重要誘因。研究發現，老年魚類大腦中，核糖體在 mRNA 鏈上移動速度異常，引發碰撞和停滯，直接導致蛋白質合成減少和有害聚集物增加。

"我們的結果表明，核糖體移動速度的變化會對蛋白質穩態產生深遠影響，并突顯了不同 mRNA 的 ' 調控翻譯延伸速度 ' 在衰老背景下的重要性。" 該研究共同第一作者、石溪大學助理教授李在鎬（Jae Ho Lee）表示。

這一發現還解釋了衰老研究中的 "蛋白質 - 轉錄組解耦" 現象 —— 老年個體中 mRNA 水平變化與蛋白質水平變化不再相關。核糖體功能異常被證實是導致這一現象的關鍵因素，尤其是影響基因組維護相關蛋白質的合成。

研究團隊此前在酵母和線蟲等簡單模型中觀察到類似衰老機制，本次研究首次在脊椎動物中確認了這一保守過程。弗萊德曼實驗室長期致力于蛋白質穩態研究，這項成果為理解人類大腦衰老提供了跨物種的理論基礎。

下一步，研究人員計劃探索核糖體功能異常與人類神經退行性疾病的直接關聯，并測試通過調節翻譯效率或核糖體質量控制來恢復蛋白質穩態的可能性。"這項工作不僅為蛋白質生物發生和穩態研究提供了新見解，也為開發衰老相關疾病的干預靶點開辟了新方向。" 李在鎬補充道。