DNA雙鏈斷裂是腦活動一部分

　　長期以來，科學家認為一種特殊的DNA損傷——DNA雙鏈斷裂(DSB)對腦細胞特別有害，是老年病如老年癡呆背后的主要推手。據物理學家組織網3月24日報道，最近，美國加利福尼亞大學舊金山分校格拉斯通研究所科學家發現，DSB實際上是一種常規的、非傷害性腦活動過程的一部分。這一發現有助于理解老年癡呆癥背后的機制。他們還利用小鼠模型確定了兩種治療方案，能降低老年癡呆癥中過高的DSB破壞。相關論文發表在24日的《自然—神經科學》(Nature Neuroscience)上。

　　該論文指出，只要DSB是在嚴格控制之下并能及時修復，神經元中的DSB也是正常腦功能(如學習功能)的一部分。腦中淀粉樣β蛋白積累會增加DSB神經元的數量并延遲其修復，普遍認為淀粉樣β蛋白積累是老年癡呆癥的主要原因。如能維持DNA損傷與修復之間的精確平衡或許就能恢復神經元的正常通訊功能，這對延緩老年癡呆癥病情來說非常重要。

　　實驗中，研究人員把小鼠分為兩組，一組是模擬老年癡呆癥的轉基因小鼠，另一組是作為對照的健康小鼠，將它們放在新環境中。當小鼠開始探索新環境處理新信息時，它們的神經元變得興奮，兩小時后再將其送回熟悉環境，并檢查它們神經元中的DSB標記。結果發現，對照組小鼠的DSB水平在它們探索新環境后立即增加，被送回熟悉環境后則下降;模擬老年癡呆癥的轉基因小鼠一開始就有更高的DSB水平，在神經元興奮期間 DSB水平繼續上升，而DSB的修復過程則大大延遲。

　　“發現健康小鼠神經元中也有DSB讓我們很驚訝。但神經興奮和DSB之間關系密切，健康小鼠回到熟悉環境后這些DSB就被修復，這表明DSB是正常腦活動的一個主要部分。”論文第一作者、格拉斯通研究所獸醫學博士后艾爾莎·薩博貝利說，“我們認為，這種‘損傷與修復’模式可能加速了從神經元DNA到蛋白質這一轉換過程的迅速改變，從而幫助小鼠在新環境中學習，這一過程也涉及到記憶的形成。”

　　他們還用了兩種治療方案來中和DSB積累：第一種是給老年癡呆癥模型小鼠用一種抗癲癇藥左乙拉西坦(levetiracetam)，該藥已經美國食品和藥物管理局(FDA)批準并已普遍使用，結果發現它們的DSB變少。此前研究證明，該藥能改善小鼠模型和人類老年癡呆癥早期階段的神經元通訊和記憶能力。第二種方案是通過轉基因使小鼠腦中缺少一種tau蛋白，這樣能預防異常腦活動，也能預防DSB過量積累。

　　“單美國就有超過500萬老年癡呆患者。目前還沒有有效的方法來延緩、預防或遏止老年癡呆癥，但我們的研究表明，一種常見藥能幫助保護神經元免受老年癡呆癥造成的某些傷害。”加利福尼亞大學舊金山分校神經科學與神經病學教授莉安娜·馬克說，他們還將進一步探索治療方案，深入理解 DSB在學習與記憶及老年癡呆癥造成的重要腦功能破壞中的作用。