嗅覺神經細胞因老化凋亡

嗅覺神經細胞因老化凋亡(Apoptosis of olfactory neurons in the normal aging)
國立臺灣大學生命科學系范姜文榮編譯/國立臺灣師範大學生命科學系李冠群副教授責任編輯

編譯來源：Caspase Inhibition in Select Olfactory Neurons Restores Innate Attraction Behavior in Aged Drosophila

現今高齡人口不斷增加，隨著老化，記憶、學習、以及認知等大腦機能逐漸退化，造成相當大的社會問題。神經的功能異常與細胞死亡是與年齡相關的神經退化病癥，例如阿茲海默症(Alzheimer’s disease)。流行病學及生物醫學研究已證實，基因與年齡相關因子在這些神經退化疾病扮演重要的角色。

正常的細胞老化及神經病變共同導致神經細胞的死亡，若能瞭解其生理意義、解開其分子機制，應能對改善大腦機能退化提供重要線索。但以往研究者長期著力於神經病變所導致的神經細胞死亡，而對於正常細胞老化所造成的神經細胞死亡，以及其所導致的大腦機能退化，幾乎未予研究。

果蠅(Fluit fly;Drosophila)
圖片來源：http://en.wikipedia.org/wiki/Drosophilidae

因此日本東京大學藥學研究所的研究團隊，為了有效率進行細胞老化的研究，使用壽命僅1~2個月、在遺傳研究常被作為模式生物的果蠅為材料。他們首先，觀察正常老化的腦內細胞死亡過程，解析何時、何處的神經細胞，其細胞凋亡之重要調節物質-凋亡蛋白酶(caspase)會轉變為活化狀態。

果蠅的嗅覺神經細胞(olfactory neurons)約有50種，每種嗅覺神經細胞能感知不同的氣味。蘋果醋會經由Or42b神經細胞(Or42b neurons)活化嗅覺中樞，果蠅藉此來感知蘋果醋的所在方向。凋亡蛋白酶，在這50種嗅覺神經細胞中，特別是在能將感知蘋果醋或酵母菌氣味的Or42b神經細胞中被活化，從該實驗結果推測，老化果蠅的Or42b神經細胞已經死亡，後經證實老化果蠅的嗅神經細胞數目，較年輕果蠅減少。

研究團隊分析嗅覺中樞的活化及果蠅對蘋果醋的行為，發現即使給予老化果蠅蘋果醋，嗅覺中樞幾乎都未活化；也發現老化果蠅不會聚集至蘋果醋所在位置。令人感到有趣的是，經人工處理Or42b神經細胞凋亡蛋白酶未被活化的果蠅，即使老化，也能被吸引至蘋果醋所在方位。

這些研究結果發現，正常的老化會造成特定嗅覺神經細胞死亡，且這些神經細胞的死亡是導致果蠅行為異常的原因。一般而言，隨著老化，氣味感知能力會下降，在帕金森病症等神經異常病患，也會在運動機能障礙出現前，出現嗅覺機能退化。該研究讓我們更加瞭解正常老化神經細胞死亡的意義、以及導致發病的機制。該研究成果刊載於2014年6月學術期刊「PLOS Genetics」。

名詞解釋 :
凋亡蛋白酶 : caspases，為半胱胺酸蛋白酶(cysteine proteases)，功能為細胞凋亡的重要調節物質。在凋亡蛋白酶的基因剔除小鼠，較少出現神經細胞凋亡與腦部變異，顯示凋亡蛋白酶，對腦部正常發育非常重要。