根據斯坦福大學（Stanford University）醫學院科學家的一項最新研究，人類臍帶血可以恢復老年小鼠的學習和記憶能力。這其中的關鍵在于一種名為組織金屬蛋白酶抑制劑-2（TIMP-2）的蛋白質，僅將TIMP-2注射到小鼠中便會取得相同的效果。這一成果發表于《自然》雜志上，可能催生出心理活動能力衰老的新療法。
“神經學家們一直以來忽略了一件重要的事情，那就是我們血液中的物質可能會影響到思維活動，”文章通訊作者Tony Wyss-Coray教授說道：“這讓我感到很驚訝。”
▲文章通訊作者Tony Wyss-Coray教授（圖片來源：斯坦福大學官網）
在之前的一項研究中，Tony Wyss-Coray教授的團隊發現，直接將年輕小鼠的血漿輸注至年老小鼠體內，會使后者受益。這些益處遠遠不只反映在一些生化和生理指標上，還包括在記憶和學習測試中的實際表現。
在這項新的工作中，科學家們第一次證明了，人類血漿可以幫助老年小鼠改善記憶和學習能力，似乎在提示著在老年人體內也可能取得類似的有益效果。從藥物開發的角度來看，這是一個十分有希望的成果，因為單個蛋白質便可在很大程度上實現上述效果。
通過比較19-24歲、61-82歲人群的血漿和臍帶血漿，科學家們發現了許多會隨年齡增長而發生含量變化的血漿蛋白質。他們懷疑這些變化可能會影響大腦中的海馬體，該部位在小鼠和人體中都對長時程記憶的產生至關重要，包括對空間信息和個人所經歷事件的記憶。
▲海馬體在大腦中的位置（圖片來源：medscape）
由于某些未知的原因，海馬體特別容易受到衰老過程的影響。隨著年齡的增長，海馬體會發生退化，出現萎縮和神經元減少，造成學習和記憶能力下降。此外，海馬體的退化也是阿茲海默病的早期表現之一。
科學家們選擇了免疫缺陷型小鼠作為實驗對象，因為這些小鼠不會對輸入的人類血液發生免疫排斥反應。同時，這些免疫缺陷小鼠的海馬體的衰老速度與正常小鼠相比，并無明顯區別。科學家們將老年、年輕和“最年輕”（即臍帶血）的人類血液輸入上述小鼠，觀察在這之后對海馬體功能的影響，并通過Barnes迷宮測試的直接評估小鼠的學習和記憶能力。
▲Barnes迷宮測試（圖片來源：sylics）
當在兩周中每四天接受一次人類臍帶血漿后，老年小鼠的海馬體在許多功能指標上都出現了顯著改善。相比之下，老年人的血漿則起不到上述效果，而年輕人的血漿則會起到較弱的改善效果。
那么，臍帶血中究竟有著怎樣的神奇物質，會讓衰老大腦變得年輕起來呢？
科學家們發現，這一物質便是TIMP2蛋白。它在人類臍帶血中含量豐富，也存在于出生后個體的血漿中，但會隨著年齡的增長而含量逐漸降低。TIMP2屬于TIMP蛋白家族，該家族共有四種蛋白，具有抑制可降解細胞外基質的多種金屬蛋白酶的能力。TIMP2被發現可增強大腦神經元的活性。
▲小鼠為育幼所筑的巢（圖片來源：plexx.eu）
若僅將TIMP2蛋白注射入老年小鼠體內，則可基本上復制臍帶血漿帶來的有益效果，甚至恢復了這些老年小鼠的筑巢能力。這原本是小鼠的一種本能，但會隨著衰老而逐漸失去。在筑巢能力得到恢復后，即便是老年小鼠，也會用棉絮筑出自己喜歡在當中睡覺或育幼的巢。然而，如果是已被去除TIMP2的人類臍帶血漿，則沒有恢復老年小鼠學習和記憶能力的功效。與此相符，如果對通常在記憶測試中表現良好的年輕正常小鼠施用TIMP2中和抗體，其記憶能力也會顯著減退。
“TIMP2在大腦中的作用曾經被研究了一些，但我們對此所知的并不多，而且也不了解其在衰老中的作用，”文章第一作者Joseph Castellano博士說道：“在我們的研究中，TIMP2幾乎完全復制出了我們用臍帶血漿取得的記憶和學習能力提高效果，這似乎通過改善海馬體的功能來實現的。”
參考資料：
[1] Human umbilical cord plasma proteins revitalize hippocampal function in aged mice
[2] Protein in human umbilical cord blood rejuvenates old mice's impaired learning, memory
