上海大学王娇/赵春华团队发现大脑衰老新机制:铁离子渗漏如何“锈蚀”神经元,加速认知衰退

  • 2026-05-05 12:27:43
  • 来源:医药头条

随着全球人口老龄化加剧,理解大脑衰老的机制成为科学界的核心挑战之一。2026年4月20日,上海大学王娇、赵春华研究团队在Signal Transduction and Targeted Therapy 在线发表了题为“Targeting ATP11B-YAP axis repairs mitochondrial function and inhibits neuronal ferroptosis to attenuate age-related cognitive decline”的研究论文,该研究揭示了大脑衰老过程中一个此前未被重视的驱动轴:海马区的血脑屏障(BBB)完整性早期破坏,导致铁离子(Fe²⁺)异常渗入并积累,最终通过诱发神经元“铁死亡”而加速认知衰退。该研究不仅描绘了从血管到细胞的完整病理链条,更鉴定出调控此过程的关键分子ATP11B,为干预神经退行性疾病提供了全新靶点。

核心发现:铁离子渗漏是衰老的“导火索”

研究团队首先确认,在衰老大脑中,海马区的血脑屏障最早出现功能损伤。这道保护性防线的破损,使得外周循环中的铁离子得以异常进入脑内。更重要的是,他们通过空间转录组学与单细胞测序技术,绘制了铁离子在脑内的“行军图”,发现其并非均匀扩散,而是特异地被运输并累积于海马区的神经元中。海马是学习与记忆的关键脑区,此处的铁超载为神经元功能障碍埋下了伏笔。

关键机制:ATP11B缺失如何引发“连锁灾难”?

研究锁定了一个名为ATP11B的磷脂翻转酶作为核心调控分子。在衰老过程中,ATP11B的功能缺失会触发一系列连锁反应:

铁转运失控:ATP11B缺陷促进了铁离子从脑室管膜细胞向海马神经元的高效运输,加剧了神经元内的铁超载。

线粒体“窒息”:过量的铁破坏线粒体呼吸功能,导致其动力学失衡、活性氧(ROS)爆发。这如同切断了神经元的“能量供应链”。

表观遗传“失控”:线粒体功能障碍产生的代谢物(如乳酸)会促进组蛋白乳酰化修饰,进而与Hippo信号通路的TEAD-YAP转录复合物协同,打开促衰老与促铁死亡基因(如Acsl4、Trp53)的染色质可及性,从表观遗传层面“锁定”了衰老程序。

铁死亡“终章”:在上述因素的共同作用下,神经元细胞膜发生不可逆的脂质过氧化,最终走向一种铁依赖性的程序性细胞死亡——铁死亡。这是导致神经元丢失和认知衰退的直接执行环节。

文章模式图(图源自Signal Transduction and Targeted Therapy

治疗前景:干预新靶点与“逆转”潜能

这项研究的突破性意义在于,它不仅阐明了机制,更提出了干预策略。在动物模型中,研究人员通过恢复或过表达ATP11B的功能,成功阻断了上述恶性循环:

功能改善:小鼠的记忆能力得到显著恢复。

结构逆转:神经元内紊乱的线粒体等超微结构得以修复,铁死亡被有效抑制。

这证明,针对ATP11B-铁稳态-线粒体功能轴进行干预,有望成为延缓甚至部分逆转大脑衰老及相关疾病(如阿尔茨海默病)的新策略。

总结

该研究系统性地揭示了大脑衰老中一条从血脑屏障渗漏开始,经由铁转运异常、线粒体功能崩溃,最终导致神经元铁死亡的完整信号通路,并将ATP11B鉴定为该通路的核心“刹车”分子。这项工作从全新的“铁代谢-细胞死亡”视角深化了对神经退行性病变机制的理解,并为开发以维持神经元铁稳态和线粒体健康为目标的“治本”型抗衰老疗法,奠定了坚实的理论与实验基础。

参考消息:https://www.nature.com/articles/s41392-026-02652-1


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