海马齿状回中Klotho基因缺失并不影响成年新生颗粒细胞的最终数量

为何脑衰老与记忆至关重要

随着年龄增长，许多人会发现学习新信息或回忆细节变得更困难。科学家们正寻找能解释这种下降的生物学线索，未来或可用以保护记忆。其中一个颇有前景的线索是名为Klotho的激素，它与延寿和更敏锐的认知有关。本研究提出了一个具体问题：在大脑的某个特定记忆枢纽内产生的Klotho是否直接控制成年期新神经元的增加数量？

靠近记忆的闸门：更细致的观察

海马深处是一个对形成场所和事件记忆很重要的结构。其内的齿状回特殊之处在于整个生命过程中持续产生新神经元。这些成年新生细胞被认为有助于区分相似经历，例如分辨两条相似的街道。早期研究显示，提高体内Klotho水平可促进海马中新生细胞的生成并改善动物的记忆，而较低的Klotho水平与衰老和认知下降相关。但尚不清楚齿状回内局部产生的Klotho是否对该过程必不可少，抑或主要是来自身体其他部位的Klotho在发挥作用。

在单一区域关闭Klotho

为弄清这些可能性，研究人员设计了小鼠模型，使Klotho基因仅能在齿状回的颗粒细胞中被关闭，而不影响身体其他部位。他们使用了一种在新形成神经元的特定阶段启动的遗传开关，确保Klotho在这些细胞从新生向更成熟状态转变时从细胞中消失。为追踪新生细胞，团队注入了一种在细胞分裂时掺入DNA的化学标记。随后在标记后从一天到四周的多个时间点检查小鼠，以计数齿状回中新生细胞出现、存活和成熟的数量。

早期受挫，随后追赶

计数结果呈现出一个微妙但重要的模式。当Klotho仅在齿状回细胞中被移除时，大约在新生后的一到两周内，幼稚、未成熟神经元的数量出现了暂时性下降。这些细胞呈现出标志早期生长阶段的不同形态，且所有这些未成熟细胞群都以类似程度减少。然而，产生新神经元的干细胞数量及这些前体细胞的分裂速率并未改变。称为胶质细胞的支持细胞的新生也未受影响。在标记后三到四周，当存活的新细胞已成熟并整合入既有网络时，局部缺失Klotho的小鼠中新成熟神经元的总数已恢复到与对照动物相当的水平。

拥挤网络中的平衡行为

这些发现表明，齿状回细胞产生的Klotho微调了新神经元生命早期的一个脆弱阶段，帮助其中一部分在最初的一到两周内存活。当这种局部支持缺失时，更多年轻细胞会死亡。然而大脑似乎在后期进行补偿：由于竞争空间和连接的细胞减少，剩余细胞更有可能获得所需的输入和信号以存活。因此，到细胞完全成熟时，其总体数量与正常小鼠相当。与此同时，来自身体或大脑其他部位的Klotho似乎足以维持干细胞库和长期神经元生成的完整性。

对健康记忆的意义

对非专业读者而言，核心信息是：Klotho的作用更像是在局部指导新生细胞度过一段短暂而关键的训练期，而不是简单的“开/关”开关。仅在一个记忆区域丧失Klotho并不会阻止新神经元最终加入回路，但确实会增加早期损失。该研究精细化了我们对不同来源Klotho如何在衰老过程中塑造大脑可塑性的理解，提示未来若要支持晚年健康记忆的治疗策略，可能需要同时考虑Klotho作用的时间和位置。

引用: Kraus, P., Marunde, M., Ryzynski, A. et al. Gene deletion of Klotho in the dentate gyrus does not affect the number of adult-born granule cells. Sci Rep 16, 16415 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-54703-w

关键词: Klotho, 成人神经发生, 海马, 齿状回, 脑衰老