昆明理工大學(xué)靈長(zhǎng)類(lèi)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究院的科研團(tuán)隊(duì)在腦衰老研究領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展。他們通過(guò)構(gòu)建特殊水凝膠模型，首次證實(shí)大腦海馬區(qū)的力學(xué)微環(huán)境變化會(huì)直接影響神經(jīng)干細(xì)胞的衰老進(jìn)程，相關(guān)成果已發(fā)表于國(guó)際權(quán)威期刊《材料今日·生物》。這一發(fā)現(xiàn)為理解腦衰老機(jī)制提供了全新視角，也為神經(jīng)退行性疾病治療開(kāi)辟了新方向。

研究聚焦于海馬體這一負(fù)責(zé)記憶形成的關(guān)鍵腦區(qū)。團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，隨著年齡增長(zhǎng)，小鼠海馬組織的硬度會(huì)顯著增加，這種物理變化與神經(jīng)干細(xì)胞增殖能力下降存在密切關(guān)聯(lián)。通過(guò)納米壓痕技術(shù)精確測(cè)量，科研人員證實(shí)老年小鼠海馬組織的彈性模量較年輕個(gè)體高出近三倍，而神經(jīng)干細(xì)胞分裂速度則下降了60%以上。

為模擬這種年齡相關(guān)的力學(xué)變化，研究人員開(kāi)發(fā)了透明質(zhì)酸-層粘連蛋白復(fù)合水凝膠體系。這種材料能夠精確復(fù)現(xiàn)不同年齡段海馬組織的硬度特征。實(shí)驗(yàn)表明，神經(jīng)干細(xì)胞對(duì)基質(zhì)硬度變化具有高度敏感性：在柔軟環(huán)境中，細(xì)胞增殖率提升40%，神經(jīng)元分化比例增加25%；而在高硬度條件下，細(xì)胞更傾向于分化為星形膠質(zhì)細(xì)胞，且表現(xiàn)出明顯的衰老特征。

機(jī)制研究顯示，機(jī)械信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)在此過(guò)程中發(fā)揮核心作用。科研人員通過(guò)轉(zhuǎn)錄組測(cè)序發(fā)現(xiàn)，硬度變化會(huì)重塑神經(jīng)干細(xì)胞的基因表達(dá)譜，特別影響細(xì)胞周期調(diào)控和細(xì)胞黏附相關(guān)通路。進(jìn)一步鎖定Piezo1機(jī)械敏感通道蛋白作為關(guān)鍵介質(zhì)，當(dāng)該基因表達(dá)被抑制時(shí)，高硬度環(huán)境下的細(xì)胞增殖能力可恢復(fù)至正常水平的70%。

非人靈長(zhǎng)類(lèi)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該機(jī)制的進(jìn)化保守性。在恒河猴模型中，研究人員觀察到與小鼠高度相似的反應(yīng)模式：基質(zhì)硬度每增加1kPa，神經(jīng)干細(xì)胞增殖率下降約15%。不過(guò)，靈長(zhǎng)類(lèi)細(xì)胞在柔軟環(huán)境中功能恢復(fù)效果更為顯著，提示物種間可能存在細(xì)微差異。這種跨物種一致性為臨床轉(zhuǎn)化研究提供了重要依據(jù)。

該研究首次將力學(xué)微環(huán)境納入腦衰老調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，提出通過(guò)干預(yù)機(jī)械信號(hào)通路實(shí)現(xiàn)神經(jīng)干細(xì)胞"年輕化"的創(chuàng)新策略。科研人員正在開(kāi)發(fā)可注射水凝膠材料，旨在通過(guò)局部重建年輕化微環(huán)境，為阿爾茨海默病等神經(jīng)退行性疾病提供新型治療手段。目前相關(guān)技術(shù)已申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利，正在進(jìn)行靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。