Cellular senescence changes and their association with brain structure in schizophrenia and major depressive disorder
这项研究表明,尽管精神分裂症和重度抑郁障碍都与细胞衰老标志物(SASP 指数)升高有关,但这些标志物在精神分裂症中与听觉和语言处理相关的特定皮层表面区域的局部减少相关,而非与全球性的脑老化相关。
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患有精神分裂症和重度抑郁症的人群往往面临着比普通人群更短的寿命,这一现实不仅是由生活方式因素驱动的,更是由一种更深层的、生物学上的衰老加速所驱动。在我们的体内,细胞对于它们能分裂多少次有一个天然的极限;一旦达到这个极限,它们就会停止生长但不会死亡。相反,它们会进入一种被称为“细胞衰老”的状态。可以将这些细胞想象成退休的工人,他们并没有离开大楼,而是留下来不断地抱怨,释放出一团炎症化学物质,以此来刺激邻居并破坏周围的组织。这团化学物质被称为“衰老相关分泌表型”,简称 SASP。虽然科学家们长期以来一直怀疑这一过程在严重精神疾病患者身上可能发生得过早或过于剧烈,但这些衰老细胞与大脑物理结构之间的确切联系一直是一个谜。
东京大学和哈佛医学院的一个研究小组着手解决这个难题,他们对 119 人的血液和大脑进行了观察。该群体包括被诊断为精神分裂症的个体、重度抑郁症患者以及健康志愿者。科学家们采集了血液样本,以测量一组与这种衰老细胞相关的特定蛋白质。他们将这些测量结果组合成一个单一的分数,即一个复合指数,它就像是一张反映体内细胞衰老程度的成绩单。与此同时,参与者接受了详细的大脑 MRI 扫描。研究人员利用这些扫描结果计算出一个“大脑预测年龄”,这是一个根据大脑结构估算大脑看起来有多大的数值,并将此数值与个人的实际年龄进行比较,以观察大脑是否显得比实际年龄更老。他们还测量了特定大脑区域的大小和厚度,以观察衰老细胞是否正在使特定的部分萎缩或变薄。
这项研究证实了许多人之前的猜想:精神分裂症和重度抑郁症患者的血液中,这些与衰老相关的蛋白质水平明显高于健康志愿者。换句话说,这两类患者体内的细胞炎症“云团”都更为浓厚。这一发现表明,加速的生物学衰老是这两种截然不同的疾病所共有的特征。然而,当研究人员观察大脑扫描图像时,情况变得更加复杂。他们发现,虽然精神分裂症患者的大脑确实看起来比其实际年龄要老,但这种“大脑年龄”的差距与他们血液中衰老蛋白的水平并不相关。在抑郁症组中也是如此。这种血液标记物与大脑整体年龄之间缺乏直接联系的情况表明,这些患者体内的衰老过程与大脑的衰老过程可能是独立发生的。
最令人惊讶的发现出现在科学家们不再将大脑作为一个整体,而是开始检查其中的特定“社区”时。他们发现,在精神分裂症患者的大脑中,两种特定区域的表面积与衰老蛋白之间存在明显的负相关关系:左侧横向颞回(left transverse temporal gyrus)和右侧额下回(right inferior frontal gyrus)。这些区域对于听觉、语言和处理复杂思维至关重要。患者血液中衰老蛋白的水平越高,这些特定大脑区域的表面积往往就越小。这种关系在健康志愿者或抑郁症患者身上并未出现,在其他大脑部位也未发现。看起来,细胞衰老过程并不是在均匀地缩小整个大脑,而是针对性地攻击了这些在精神分裂症中已知较为脆弱的特定区域。
这些发现为精神疾病如何与身体的衰老机制相互作用提供了新的视角。数据表明,虽然在精神分裂症和抑郁症中,身体的细胞衰老程度都有所升高,但其对大脑的物理影响却是高度局部化的。在精神分裂症中,来自衰老细胞的炎症信号可能正在导致特定大脑区域的萎缩,而这些区域正是负责语言和听觉处理的区域,也是产生幻觉或思维紊乱等症状的常见部位。这项研究并不能证明这些衰老细胞会导致疾病,也不意味着治疗它们就能治愈该病,但它提供了一张关于损伤发生位置的具体生物学地图。通过识别出衰老过程针对的是特定的脑结构而非整个器官,这项研究指向了对精神分裂症神经基础更精确的理解,从而将其与抑郁症中看到的更广泛的衰老模式区分开来。
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