代谢学人

Nature ：枯木逢春，血液因子天降奇兵

撰文 | 高铭远 游俊丰 生茂正  郭盈盈 于剑 

编辑 | 孟美瑶

校对 | 于剑

背景介绍

人体由细胞组成，随着年龄的增加，细胞的功能逐渐丧失，走向衰老。细胞衰老是一种生长停滞和对生长刺激激素不敏感的细胞状态，伴随着染色质组织的巨大变化。新生细胞与衰老细胞凋亡速度不匹配会导致衰老细胞不断堆积，各组织器官的功能性衰退，最终造成机体衰老。人体衰老会导致重要器官系统功能障碍，导致年龄相关疾病的发生，例如神经退行性疾病和心血管疾病，这些衰老相关的疾病已经成为了当下影响老年人生活质量和寿命的重大威胁。已有研究表明，几乎所有的老年大脑都会表现出与神经变性有关的特征变化，例如淀粉样斑块的沉积，神经原纤维的缠结，路易小体产生，突触营养不良，神经元的丢失和脑容量的减少等。衰老可以由一系列生理信号和病理应激诱导，最初被认为是一种不可逆转的状态，但目前研究发现细胞衰老在某些情况下是可逆的。

目前，通过深入探究衰老背后的生物学机制进而防治衰老相关疾病，从而实现健康长寿，已经成为科学界最为关注的研究内容之一。已有证据表明血液中的脂质以及其他代谢物可以通过改变信号级联通路，调控大脑的功能。在异种共生研究领域，研究人员将两只动物通过血液循环连结在一起的实验，结果发现年老动物会变得更年轻，大脑的认知学习能力也有所改善，说明年轻血液能够改善衰老大脑，逆转老年小鼠的神经发生、突触可塑性和认知功能的年龄相关损伤，此外使用来自年轻或运动小鼠的血浆制剂处理老年小鼠被证明可以恢复老年大脑的活力。

然而，年轻动物血液中负责逆转与年龄相关的大脑损伤的潜在成分以及这些成分如何发挥其对老年大脑的益处尚不清楚，为了解答这一问题，加州大学旧金山分校Saul A. Villeda团队进行相关研究，其成果“Platelet factors attenuate inflammation and  rescue cognition in ageing”近期发表在Nature上，该研究发现年轻血液中的血小板因子PF4是一种认知增强剂，其能够使老年免疫系统年轻化，减轻老年大脑神经炎症，并最终改善大脑的认知能力。 

1. 血小板因子能够减轻神经炎症

2. PF4能够减轻神经炎症并诱发突触可塑性变化

3. PF4可以改善衰老过程中的认知能力并使老化的免疫系统恢复活力

4. PF4的益处部分由CXCR3介导

1、血小板因子能够减轻神经炎症

为了研究年轻小鼠血浆制剂(后文简称为年轻血浆制剂)中残留细胞成分的功能（小编注：血浆是血液去除血细胞后剩余的成分，含有多种蛋白质、凝血因子、无机盐等，血清是血液凝固后分离出的液体，是去除了凝血因子的血浆，因此血清不含凝血因子，但含有蛋白质、无机盐等多种营养成分），研究人员将年轻血浆制剂离心收集血小板组分(后文简称为年轻血小板组分)，并探究年轻血小板组分全身给药对衰老小鼠（小编注：年轻小鼠为3月龄，老年小鼠为20月龄）。大脑的潜在益处。在进行后续实验之前，研究人员首先验证了年轻血小板组分确实富含血小板 (图1A-C)。随后，研究人员在24 天内分8次给衰老雄性小鼠静脉注射年轻血浆、年轻血小板组分和生理盐水(每次注射量为 100 μL)(图1D)。海马是大脑中对衰老损伤较为敏感的区域之一，为了探究年轻血浆制剂和年轻血小板组分全身给药在衰老小鼠大脑中引发的分子变化，研究人员对处理后的衰老海马组织进行了RNA测序(RNA sequencing, RNA-seq)。测序结果显示，相对于生理盐水处理的老龄对照小鼠，年轻血浆制剂和年轻血小板组分处理分别导致海马中605 和 671个基因的差异表达(图 1E)，研究人员进一步对两者重叠的195个差异表达基因(Differential expression analysis, DEGs)进行基因本体分析(Gene ontology, GO)，确定了差异表达基因与免疫调节和神经系统发育相关 (图1F-H)。

适应性不良炎症是大脑衰老的标志之一，这一衰老过程常伴随促炎相关基因表达上调、补体级联信号通路启动以及小神经胶质细胞的激活等表型(图S1A-D)。因此，研究人员分别给衰老雄性小鼠静脉注射年轻血浆、年轻血小板组分和生理盐水，并检测海马中神经炎症标志物的变化。结果发现年轻血浆制剂组和年轻血小板组分处理后的衰老小鼠海马中，肿瘤坏死因子(Tumor necrosis factor, TNF)、补体引发剂 C1qb(Complement C1q B chain, C1qb) 、小胶质细胞激活标志物CD11抗原样家族成员B(CD11 antigen-like family member B, Cd11b)的表达水平均降低(图 1I)，免疫组织化学分析也同样表明衰老海马中补体级联信号蛋白 C1q 的蛋白水平下降(图1J)。小胶质细胞是一类常驻于大脑中的单核巨噬细胞，研究人员对处理后的衰老海马进行分析，发现年轻血浆、年轻血小板组分处理的衰老海马组织中共表达溶酶体激活标记物CD68 的 IBA1 阳性小胶质细胞水平下调（小编注：神经炎症标志物，说明大脑神经炎症水平下调）(图1K)，而生理盐水处理的海马组织中的小胶质细胞没有发生变化(图S1E-H)。综上所述，年轻血浆制剂全身给药可降低衰老海马中神经炎症的发生水平，且这些益处至少部分通过年轻血小板组分发挥作用。上述研究还发现年轻血浆制剂对衰老大脑的益处超出了先前报道的年轻血浆制剂对成人神经形成作用和突触可塑性的恢复作用（小编注：先前研究主要集中于年轻血液促进神经发生、改善认知方面，在本研究中作者发现年轻血浆不仅能够促进神经系统发育、还能够减轻炎症）。

图1.血小板因子减轻衰老海马的神经炎症

                                                图S1.血小板因子以年龄依赖的方式对海马神经炎症发挥有益作用

2、年轻血浆中PF4水平上调

接下来，研究人员尝试确定年轻血浆制剂中发挥益处的循环因子分子。PF4是一种由血小板释放并参与凝血和免疫调节功能的趋化因子，该因子已被证实能够在运动促进年轻大脑神经发育的过程中发挥作用。对衰老小鼠进行“中性”血液交换（小编注：用含有5%白蛋白的生理盐水替换老年小鼠的一半血浆，从而稀释了血浆因子的浓度并补充了白蛋白，该过程被称为“中性”血液交换（NBE））或在人体中进行治疗性血浆交换（小编注：治疗性血浆置换TPE是一种类似NBE的血液交换过程，用补充白蛋白的生理盐水替换人类大部分血浆）均可以观察到血清中PF4水平升高。尽管有研究发现血小板源性PF4水平并不完全与年龄差异保持密切相关性，但有报道显示，随着年龄的增长，人类和非人类灵长类动物血浆中的 PF4 水平会下调（小编注：此处作者引用文献中通过蛋白质组学方法发现在衰老过程中，PF4水平会显著下调）。研究人员进一步通过Western Blot 确定，与衰老小鼠相比，年轻小鼠的血小板组分中的PF4 水平较高(图 2A)，并且ELISA结果也证明在年轻小鼠的血浆制剂中PF4水平升高(图 2B)。此外，研究人员通过 WB 检测到来自年轻人富含血小板的血浆中 PF4 水平高于来自于衰老人的血浆中的PF4 水平(图 2C、D)。基于此，研究人员选定PF4作为研究对象。需要注意的是，不同年龄组观察到的 PF4 水平差异可能是由于不同的方法导致的。虽然高速离心后的血浆中去除了血小板，但用于促进海马“年轻化”的血浆制剂中仍含有少量的血小板残留，这些血小板的数量和活性可能不同，从而影响对PF4水平的检测。

图2.全身性PF4给药可减轻神经炎症并引发衰老海马突触相关变化

3、PF4能够减轻神经炎症

为了探究 PF4潜在的促年轻化活性，研究人员在24天内分8次给老龄雄性小鼠全身注射无载体连接的重组鼠源PF4和生理盐水(时间均分，每次注射量100 μl)，然后检测海马组织中神经炎症的水平(图 2E)。结果发现，与注射生理盐水相比，注射PF4 的衰老小鼠海马中促炎基因Tnf、核因子kB(Nuclear factor kappa B subunit 1, Nfkb1)、白细胞介素-1β(Interleukin—1β, IL-1β)、补体因子 C1qb 和小胶质细胞激活标记物 CD11b 基因的表达水平下调(图 2F)。此外，免疫组化也证明了PF4 处理的衰老小鼠海马 C1q 水平降低和活化 CD68⁺小胶质细胞水平降低 (图 2G、H)。为了进一步研究小胶质细胞中发生的特异性分子水平变化，研究人员从静脉注射PF4和生理盐水的衰老小鼠海马组织中分离出小胶质细胞并进行了 RNA-seq 分析，结果发现了 346 个 DEGs(图 2I)。GO 分析发现了Tnf介导的信号通路的变化(图 2J)，该通路是一种促炎信号级联通路。目前的文献报道表明，该通路与神经退行性疾病中的突触强度受损和认知功能障碍有关。PF4处理衰老小鼠海马也降低了Nfkbia(Nuclear factor of kappa light polypeptide gene enhancer in b-cells inhibitor, alpha)（小编注：在体内，Nfkbia主要由NF-κB 易位至细胞核激活其转录） 和Tnfsf13b(TNF superfamily member 13b)等炎症信号标志物的表达水平(图 2K)。与对照组相比， PF4 处理的年轻雄性小鼠中的神经炎症标志物水平没有发生显著变化(图S1I-L)，表明 PF4 对海马的影响具有年龄依赖性。以上所有实验处理，均未导致小鼠出现不良反应或体重差异(图S1M、N)。

最后，研究人员探究PF4 缺失是否会引起成年小鼠海马发生神经炎症(图2L)。与同龄野生型小鼠相比，中年Pf4 敲除(Pf4- KO)小鼠海马中C1q水平和 CD68 ⁺的小胶质细胞水平上调(图 2M、N)。总之，这些细胞组学和转录组学数据表明，全身给药PF4 能够减轻衰老海马的神经炎症，而 PF4 的缺失则会加速中年时神经炎症的发生。

图1.血小板因子减轻衰老海马的神经炎症

                                                图S1.血小板因子以年龄依赖的方式对海马神经炎症发挥有益作用

3、PF4能够减轻神经炎症

为了探究 PF4潜在的促年轻化活性，研究人员在24天内分8次给老龄雄性小鼠全身注射无载体连接的重组鼠源PF4和生理盐水(时间均分，每次注射量100 μl)，然后检测海马组织中神经炎症的水平(图 2E)。结果发现，与注射生理盐水相比，注射PF4 的衰老小鼠海马中促炎基因Tnf、核因子kB(Nuclear factor kappa B subunit 1, Nfkb1)、白细胞介素-1β(Interleukin—1β, IL-1β)、补体因子 C1qb 和小胶质细胞激活标记物 CD11b 基因的表达水平下调(图 2F)。此外，免疫组化也证明了PF4 处理的衰老小鼠海马 C1q 水平降低和活化 CD68⁺小胶质细胞水平降低 (图 2G、H)。为了进一步研究小胶质细胞中发生的特异性分子水平变化，研究人员从静脉注射PF4和生理盐水的衰老小鼠海马组织中分离出小胶质细胞并进行了 RNA-seq 分析，结果发现了 346 个 DEGs(图 2I)。GO 分析发现了Tnf介导的信号通路的变化(图 2J)，该通路是一种促炎信号级联通路。目前的文献报道表明，该通路与神经退行性疾病中的突触强度受损和认知功能障碍有关。PF4处理衰老小鼠海马也降低了Nfkbia(Nuclear factor of kappa light polypeptide gene enhancer in b-cells inhibitor, alpha)（小编注：在体内，Nfkbia主要由NF-κB 易位至细胞核激活其转录） 和Tnfsf13b(TNF superfamily member 13b)等炎症信号标志物的表达水平(图 2K)。与对照组相比， PF4 处理的年轻雄性小鼠中的神经炎症标志物水平没有发生显著变化(图S1I-L)，表明 PF4 对海马的影响具有年龄依赖性。以上所有实验处理，均未导致小鼠出现不良反应或体重差异(图S1M、N)。

最后，研究人员探究PF4 缺失是否会引起成年小鼠海马发生神经炎症(图2L)。与同龄野生型小鼠相比，中年Pf4 敲除(Pf4- KO)小鼠海马中C1q水平和 CD68 ⁺的小胶质细胞水平上调(图 2M、N)。总之，这些细胞组学和转录组学数据表明，全身给药PF4 能够减轻衰老海马的神经炎症，而 PF4 的缺失则会加速中年时神经炎症的发生。

图1.血小板因子减轻衰老海马的神经炎症

                                                图S1.血小板因子以年龄依赖的方式对海马神经炎症发挥有益作用

4、PF4导致突触发生变化

为了进一步广泛地研究全身性 PF4 治疗引起的分子变化，研究人员分别对静脉注射 PF4 和生理盐水后的衰老小鼠海马组织进行了 RNA-seq分析(图2O、P)，通过对DEGs的 GO分析，研究人员发现了突触传递信号通路出现显著富集(图2Q)。PF4 处理上调了突触可塑性相关标志物基因的表达水平，如脑源性神经营养因子 (Brain-derived neurotrophic factor, BDNF) 、神经营养因子3(Neurotrophin 3, Ntf3) 和跨膜蛋白108(Transmembrane protein 108, Tmem108)(图 2R)。先前的研究已经证明 cAMP 反应元件结合蛋白(Cyclic-AMP response binding protein, CREB) Ser133 位点磷酸化激活后在一定程度上介导了由年轻血液诱导的突触可塑性增强。研究人员通过免疫组织化学方法也观察到，与生理盐水组相比， PF4处理的衰老小鼠海马中 CREB磷酸化水平增加 (图 2S)。这些转录组学数据表明，PF4 引发了衰老海马突触可塑性相关的分子变化。

5、PF4 能使老化的免疫系统恢复活力

为了探究PF4在中枢和外周的作用机制，研究人员评估了体内PF4穿过血脑屏障的能力。研究人员引入了编码HiBiT标记的外源PF4表达构建载体，HiBiT是一种小肽，可以与LgBiT形成发光的复合物，进而用于高效检测标记蛋白（小编注：NanoBiT酶经切割后形成11aa 的小亚基HiBiT，互补多肽为156aa 的大亚基 LgBiT，一般为检测试剂中的物质，这两个亚基分开时都不具有发光活性，结合后能够形成发光的HiBiT-LgBiT复合物）。研究人员利用流体动力尾静脉注射(Hydrodynamic tail vein injections, HDTVI)在老龄小鼠中注射PF4-HiBiT或者GFP，对不同组织中的HiBiT水平进行了测定(图3A、B)，结果发现注射PF4-HiBiT衰老小鼠的血浆和肝脏中能够检测强发光信号，然而大脑中发光信号并未显著增强 (图 3B)。已知通过受体介导的胞吞作用将转铁蛋白(Transferrin, TRF) 转运至大脑的过程会以年龄依赖性方式下调， 因此研究人员通过HDTVI给年轻和年老的小鼠注射PF4 -HiBiT、TRF-HiBiT或GFP的表达构建载体，发现注射 TRF-HiBit的幼年小鼠的大脑中能够检测到发光信号增强，而注射TRF-HiBit的衰老小鼠大脑中检测不到发光信号差异变化 (图S2A)。此外，注射了PF4-HiBit的年轻和衰老小鼠大脑中均未检测到发光信号，虽然无法排除PF4 对大脑的直接作用，但上述数据表明其作用机制是通过外周实现的（小编注：此处通过TRF-HiBit作者证实随着年龄的增加，受体介导的胞吞作用会下调，但幼年和衰老小鼠大脑中PF4-HiBiT介导的发光信号并没有差异，说明了PF4-HiBiT不能通过受体介导的胞吞作用转运至大脑发挥作用，排除了PF4穿过血脑屏障的可能性，即PF4通过外周发挥作用）。

图3.全身性PF4可将衰老的外周免疫系统恢复到更年轻的状态

                                                图S2.PF4全身给药不能穿过衰老或年轻小鼠的血脑屏障，但会影响全身环境

先前研究发现，衰老的全身环境会导致趋化因子配体2(C-C motif chemokine 2, CCL2)、氧化还原蛋白(Cyclophilin A, CyPA)、TNF和β-微球蛋白(Beta-microglobulin, β-MG)等促衰老免疫因子水平上调，进而促进海马的衰老。因此，改变全身性促年轻或促衰老因素的策略目前被看成是一种能够使大脑年轻化的治疗手段。为了进一步探究PF4 给药是否能够降低血浆制剂中已知的促衰老免疫因子的水平(图3C)，研究人员通过ELISA和Western blot分析能够观察到循环性CCL2、CyPA 和TNF水平的降低，但并没有发现β-微球蛋白水平的变化(图 3D-F 、图S2B、C)。值得注意的是，血液中循环性CyPA的中和可以改善衰老小鼠的认知功能。这些数据表明，与年龄相关的全身炎症信号的减少与PF4有关，其通过减少年龄相关的全身炎症信号的水平进而减少神经炎症并改善认知。

在这些发现的基础上，研究人员进一步探究了全身性 PF4 给药对衰老小鼠外周免疫系统的影响。研究人员在对衰老和幼年雄性小鼠中静脉注射PF4或生理盐水后，对小鼠脾细胞进行单细胞转录组和表面蛋白测序(Cellular indexing of transcriptomes and epitopes by sequencing, CITE-seq)(图3C )（小编注：骨髓是中枢免疫器官，而脾脏是外周免疫器官，前文作者发现PF4主要在外周发挥作用，因此选择脾细胞进行测序）。在进行单细胞基因表达分析之前，研究人员先用34种典型表面标记抗体对细胞进行标记 ，通过主成分分析(Principal component analysis, PCA)方法鉴定了21个细胞簇 ，并通过均匀流形近似和投影降维算法(Uniform manifold approximation and projection for dimension reduction, UMAP)将其投影到二维图上 (图 3G)。每个细胞簇的特征由基因的差异表达分析生成，用于比较细胞簇间的差异(图S3A)。基于转录组特征和典型表面标记确定细胞类型，并对不同年龄和处理组的群体进行比较（小编注：CITE-seq能够在单细胞水平上同时检测基因表达和细胞表面蛋白，与一般的单细胞测序相比，增加了对细胞表面蛋白的表达情况的检测。通过将表面蛋白和转录组信息进行比对，可以更加深入地区分细胞异质性、更精确地挖掘特异性的细胞类型，探索治疗耐药性等相关机制）(图 S3B)。

  图S3.每个细胞簇的CITE-seq基因名和群体

值得注意的是，生理盐水处理小鼠后，与年轻小鼠相比，老龄小鼠中已知的与年龄相关的髓细胞与淋巴细胞的比例增加，而 PF4处理则可以逆转这一现象（小编注：此处生理盐水处理是作为PF4处理的对照，即在生理条件下随着年龄的增加，机体中与年龄相关的髓细胞与淋巴细胞的比例上调，而PF4处理可以抑制衰老相关细胞的上调，前文中稀释血液一方面是因为使用的生理盐水中添加了白蛋白进行补充，另一方面是通过高强度稀释改变血液组分，而非微量注射稀释，因而能够缓解衰老。）(图3H)。在髓细胞群中，PF4 处理会上调年轻基因的表达水平(图 3I、图S4A-C)，并降低了IFN-I(图 3J)、炎症介质脂质运载蛋白2(Lipocalin-2, Lcn2)、钙结合蛋白S100a8 和 S100a9、以及过敏毒素补体 C3(Anaphylatoxin C3)等炎症信号表达水平(图 3K、图S4G、H)。进一步的分析显示，PF4 处理衰老小鼠后，小鼠单个骨髓细胞群(图 3L)部分恢复到年轻水平。在淋巴细胞群体中，PF4处理可以促进衰老T细胞基因特征年轻化 (图 3M、图 S4D-F)，并降低炎症信号和衰老标志物的表达水平，包括 TNF 介导的信号传导(图 3N)、细胞毒性标志物自然杀伤细胞颗粒蛋白7 (Natural killer cell granule protein 7, Nkg7)和转录因子 Tox(图 3O)。此外，年轻 T 细胞的标记基因在衰老的 T 细胞中表达被抑制,如选择素L(selectin L, Sell)、死亡相关蛋白1(Death associated protein like 1, Dapl1)、 SATB 同源框 1(SATB Homeobox 1, Satb1) 和叉头框转录因子P1(Forkhead Box P1, Foxp1)，衰老小鼠系统给药 PF4 后，上述基因表达水平也重新上调(图S4I-L)。在治疗后，具有细胞毒性和衰老标记基因特征的 T 细胞群也显著减少，这些特征先前被确定为与年龄相关的T效应记忆细胞特征。因此，可以认为PF4 治疗使衰老的 T 细胞群恢复到更年轻的水平(图 3P)，。通过流式细胞术、qPCR 和体外分析证实了髓系和淋巴细胞群体中关键细胞和分子变化(图S5)。这些数据表明，PF4 在一定程度上可将衰老的外周免疫系统的细胞组成和细胞功能的状态“年轻化”。

  图S4.全身给予PF4可使衰老小鼠的脾脏来源的免疫细胞恢复到更年轻的状态

  图S5.证明PF4介导的衰老小鼠脾脏来源免疫细胞变化

6、PF4可以改善衰老过程中的认知能力

文献表明，在大脑和全身环境中靶向与年龄相关的神经炎症信号可以对抗甚至逆转由衰老导致的认知功能下降。研究人员推测全身给药血小板因子可以引起年龄依赖性的神经炎症减少，循环促衰老免疫因子水平下降，衰老外周免疫系统年轻化，并最终改善衰老小鼠的认知能力。研究人员在分别静脉注射年轻血浆制剂、年轻血小板组分和生理盐水后，通过新物体识别测试(Novel object recognition, NOR)、强制交替 Y 迷宫(Forced alternation Y maze)和情境恐惧实验(Fear Conditioning)三种行为学实验来评估海马依赖的学习和记忆功能(图 4A)。静脉注射年轻血浆制剂、年轻血小板组分和生理盐水的衰老小鼠之间总活动量没有差异(图S6A、C)。在 NOR 和 Y 迷宫测试中，使用年轻血浆制剂或年轻血小板组分处理的衰老小鼠更倾向探索新区域和新物体，而盐水处理的对照组小鼠则没有表现出偏好(图 4B、C、图 S6B)。在记忆测试中，全身给药年轻血浆制剂或年轻血小板组分的小鼠在声音刺激下出现了情境性恐惧行为(表现为静止不动，即Freezing)(图 4D、图 S6D)。不仅如此，研究人员还使用了衰老血浆的血小板组分和生理盐水处理衰老小鼠进行对照实验，结果发现生理盐水组和血小板组分处理组之间没有明显差异(图S6E-L)。

图4.全身性PF4改善衰老小鼠海马依赖性认知功能

                                                图S6.年轻血小板因子和PF4可改善衰老小鼠海马依赖的认知功能

接下来，研究人员使用NOR、Y迷宫和径向臂水迷宫(Radial arm water maze, RAWM)研究了全身性 PF4 给药对海马依赖性学习和记忆中年龄相关认知障碍的潜在益处(图 4E)，在处理组之间总体活动量没有显著差异(图S6M)。在 NOR和 Y迷宫测试中，PF4 处理的衰老小鼠相对于熟悉的条件，对新物体有偏好，而盐水处理的小鼠则没有偏好(图 4F、H、图S6O)。在 RAWM 的训练阶段，所有小鼠都表现出相似的空间学习能力(图 4G)。而在测试阶段，PF4 组对平台位置的学习和记忆功能有所改善(图 4G 、图S6N)。至此，研究人员已经对衰老雄性小鼠进行了行为学分析，研究人员进一步通过 NOR 和 Y 迷宫探究了全身 PF4 给药对衰老雌性小鼠认知功能的影响，结果观察到雌鼠出现了与雄鼠一致的改善表型(图 4I-K、图S6P、Q)。

为了探究 PF4 的转化潜力，研究人员在老龄雄性小鼠中全身注射了取自人类血小板的人源PF4 (hPF4)(5µg/ml)，然后接着通过 NOR 和 RAWM 测试评估海马依赖性学习和记忆的功能水平(图 4L)。 hPF4 和生理盐水处理组均没有出现不良反应或总体活动量的差异(图S6R)。 NOR 测试表明，hPF4 处理的衰老小鼠偏好于新物体，而盐水处理的小鼠则没有表现出偏好(图 4M)。在 RAWM 的训练阶段，所有小鼠都表现出相似的空间学习能力(图 4N)，在测试阶段，hPF4组对平台位置的学习和记忆功能有所改善(图 4N、图 S6S)。

最后，研究人员探究在与年龄相关的认知衰退出现之前， PF4 的缺失是否会对认知产生负面影响。研究人员使用 NOR、Y 迷宫和 RAWM测试评估成年（6-8月龄）和中年（12-14月龄） Pf4-KO 小鼠海马依赖性学习和记忆功能(图 4O、图S6T)。Pf4-KO 和 WT 小鼠在各年龄段之间没有检测到总体活动量差异(图S6U、Y)，且在成年 Pf4-KO 小鼠和对照小鼠中均未观察到认知缺陷(图S6V-X)。然而，在 NOR 和 Y 迷宫测试中，中年对照小鼠相对于仍然偏好于新物体和新手臂，而中年 Pf4-KO小鼠不再表现出这种偏好(图 4P、R、图S6aa)。在 RAWM 的训练阶段，所有小鼠都表现出相似的空间学习能力(图 4Q)。而在测试阶段，中年 Pf4-KO小鼠对平台位置的学习能力和认知记忆出现缺失(图 4Q、图 S6Z)。这些行为数据表明， PF4 给药可以增强衰老小鼠的认知功能，而敲除PF4 则以年龄依赖的方式加速中年小鼠的认知能力下降。

图S8.在衰老Cxcr3 KO和WT小鼠中全身给予PF4不会改变小鼠活动量

总结

在本研究中，研究人员发现血小板分泌的趋化因子PF4除了作为免疫因子外，还能够作为一种“抗衰老”因子发挥作用，PF4能够降低促衰老因子的水平，挽救衰老的免疫系统，减轻与年龄相关的大脑神经炎症，促进突触发生一系列可塑性的分子变化，最终改善衰老小鼠（20月龄）海马依赖的记忆和学习能力。PF4处理衰老小鼠能够增强衰老小鼠的认知能力，而中年小鼠（12-14月龄）PF4缺失则会影响中年小鼠的认知能力。而在抑制趋化因子受体CXCR3后，PF4对衰老小鼠的影响被显著减弱。综上所述，研究人员认为激活血小板、促进PF4的释放能够作为抗衰老以及改善认知功能的潜在治疗靶点之一。

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41586-023-06436-3