趙經(jīng)緯教授團隊成果揭示生長分化因子11抑制p21延緩興奮性神經(jīng)元衰老和腦衰老并改善認知老年化新機制

2023年11月17日，浙江大學基礎(chǔ)醫(yī)學院和附屬邵逸夫醫(yī)院趙經(jīng)緯教授、復旦大學腦科學轉(zhuǎn)化研究院舒友生教授及深圳華大生命科學研究院韓磊博士團隊合作在《自然·通信》（Nature Communications）在線發(fā)表題為“GDF11 slows excitatory neuronal senescence and brain ageing by repressing p21”的研究論文（DOI：10.1038/s41467-023-43292-1），揭示生長分化因子11（GDF11）在腦內(nèi)興奮性神經(jīng)元中特異性高表達，內(nèi)源性GDF11可以通過抑制p21延緩興奮性神經(jīng)元衰老和腦衰老，并改善認知老年化。該研究為開發(fā)延緩腦衰老和改善認知老年化的干預(yù)方法提供了新思路。

研究顯示，GDF11在興奮性神經(jīng)元中特異性高表達，并且呈高度種系保守性。全腦敲除興奮性神經(jīng)元的GDF11能加速特定腦區(qū)的細胞衰老并縮短小鼠壽命，且興奮性神經(jīng)元為主要衰老細胞，證明興奮性神經(jīng)元中的GDF11在腦衰老進程中發(fā)揮著重要作用。特異性敲除扣帶回興奮性神經(jīng)元中的GDF11能增強興奮性神經(jīng)元自身的興奮性，接收的抑制性輸入減少，頂樹突和樹突棘削減。行為學測試發(fā)現(xiàn)局部和全腦敲除興奮性神經(jīng)元中的GDF11可減弱小鼠的認知和記憶功能。

研究人員進一步解析了GDF11延緩興奮性神經(jīng)元衰老的分子機制：p21是GDF11缺失誘導興奮性神經(jīng)元自身衰老所必需的，GDF11敲除可上調(diào)pSmad2和Smad3，促進Smad2結(jié)合在p21的啟動子區(qū)并上調(diào)p21的表達，最終引起神經(jīng)元衰老。

王迪仙博士、董昭君博士研究生和鄧穗馨博士為本文共同第一作者。研究得到國家自然科學基金、國家重點研發(fā)計劃等資助。