为了阐明衰老和神经退行性疾病（如阿兹海默症）之间的关系，美国国立卫生研究院(NIH)的科学家们比较了正常和突变果蝇生命周期中的遗传"时钟"。
研究发现：在Cdk5激活蛋白编码基因缺失或过表达情况下，突变果蝇的生命时钟运行速度似乎都比正常果蝇快，并且突变果蝇的年龄也比其实际年龄要大。
此外，也导致了突变果蝇出现行走或飞行困难、神经退行性病变等迹象，甚至过早死亡。
NIH神经疾病与中风研究所高级研究员Giniger博士认为，他们在试图探究在一些最具破坏性的神经退行性病变中衰老所起的作用。结果表明，神经退行性疾病可能会加速衰老的进程。
研究方法
在该项研究中，正常果蝇平均寿命为47天。为了构建一个遗传时钟模型，Giniger博士团队分别对出生后3、10、30和45天大的果蝇头部和身体细胞中提取的mRNA进行检测，检测每个编码基因在RNA水平上表达差异。
研究人员通过分析技术寻找与衰老相关的基因，并建立一个标准曲线或时间线，记录这些基因的变化规律等。
他们对10天大的突变果蝇进行检测和分析时发现：突变果蝇比其实际年龄大。通过改变Cdk5的活性，突变果蝇的大脑和身体比正常果蝇发育得更快，分别达到正常果蝇15天和20天水平。
研究结果
既往的研究结果提示：在早期发育过程中，Cdk5基因是大脑形成正常连接的关键性基因；与一些神经退行性疾病密切相关，如肌萎缩侧索硬化症（ALS）、帕金森和阿兹海默症。
在这项研究中，Giniger博士的研究小组发现， Cdk5蛋白编码基因缺失或过表达，都使得果蝇的寿命缩短至30天左右。
在对10天大突变果蝇的研究中发现，改变Cdk5活性使得果蝇在管子上爬行的距离缩短。这种改变导致了年龄较大的果蝇有神经退化迹象，并出现高于正常水平的脑细胞死亡和功能衰退。
更多分析表明，改变Cdk5的活性影响了一些基因表达水平，这些基因也受到了衰老的影响，包括一些控制免疫、能量转换和抗氧化活性的基因。
为了进一步验证该想法，研究人员测试了果蝇抗氧化能力，即对抗氧自由基的能力。实验表明，衰老可显著降低正常果蝇的抗氧化能力。
3天大健康果蝇在接触自由基后存活了大约100个小时，并随着年龄增长、存活时间减少。相比之下，突变果蝇抗氧化能力更弱，它们比所有年龄段的对照组果蝇更早死亡。
Giniger博士认为，该研究结果提示了衰老导致大脑功能退化的可能性。不仅如此，实际上，衰老的加速可能由于神经退行性病变破坏了大脑结构和功能机制。因此，科学家希望借助这些方法，来解开神经退行性疾病背后的谜团。
注：NINDS是美国大脑和神经系统研究的主要资助者。NINDS使命是探寻关于大脑和神经系统的基本知识，利用这些知识来减轻神经疾病带来的负担。
参考文献：
Spurrier et al. Altered expression of the Cdk5 activator-like protein, Cdk5α, causes neurodegeneration, in part by accelerating the rate of aging, March 8, 2018, Disease Models & Mechanisms; DOI: 10.1242/dmm.031161
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