野生灵长类动物研究将社会环境的重要性与大脑中年龄的分子标记联系起来
随着年龄的增长，维持一个积极的、可预测的社会环境变得越来越重要。例如，与朋友和家人保持密切联系被认为是健康老龄化的关键因素之一。
虽然健康、精神和身体的衰退是不可避免的，但研究表明，保持积极的心态社会环境可以帮助避免一些关键的压力源和衰老的挑战。
长期以来，科学家们一直对探索这些根本原因感兴趣，并研究环境如何提供减缓大脑衰老速度的途径。
“我们仍然没有很好地处理我们的社会环境是如何‘潜入皮下’影响我们的身体和大脑的，但最近的许多工作都指出了基因调控层面的变化——我们的身体和大脑是如何改变的。基因亚利桑那州立大学生命科学学院、进化与医学中心、亚利桑那州立大学生物设计研究所神经退行性疾病研究中心附属机构的助理教授诺亚·斯奈德-麦克勒说。
随着新技术的出现，科学家们可以开始梳理一个人的社会环境动态与大脑分子变化之间的神秘联系。
但随着人类研究由于衰老过程在典型的人类寿命中延长了几十年，像斯奈德-麦克勒这样的科学家已经转向使用我们基因上的近亲，非人类灵长类动物，以更好地了解我们的社会环境如何改变我们的生理——从有机体水平一直到我们的基因。
现在，在一项新的研究中，Snyder-Mackler和共同第一作者Kenneth Chiou(亚利桑那州立大学博士后研究员)和Alex DeCasien(前纽约大学博士后研究员，现美国国家心理健康研究所博士后研究员)领导了一个国际研究团队，证明在猕猴种群中，社会地位较高的雌性具有更年轻、更有弹性的分子图谱，这在社会环境和健康大脑之间提供了一个关键的联系。
这项研究是在恒河猴身上进行的，恒河猴“是医学上研究得最好的非人灵长类动物模型物种”。这些动物也表现出一些我们在人类身上看到的与年龄相关的变化，包括骨密度和肌肉质量的下降，免疫系统的变化，以及行为、感觉和认知功能的全面受损，”斯奈德-马克勒说。
该团队包括加勒比灵长类动物研究中心/波多黎各大学、华盛顿大学、宾夕法尼亚大学、埃克塞特大学、纽约大学、北卡罗来纳中央大学、卡尔加里大学和里昂大学的主要合作者。这项研究发表在该杂志上自然神经科学．
宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院、艺术与科学学院和沃顿商学院教授迈克尔·普拉特说:“这项研究建立在我们团队超过15年的工作基础上，研究了卡约猕猴的社会行为、遗传和大脑之间的相互作用。”“我们团队的发现证明了在这项长期研究中投入的所有辛勤工作和资源的价值。”
纽约大学人类学教授詹姆斯·海厄姆补充说:“这项研究显示了在各机构之间建立长期合作网络的价值。”“对这种网络的长期资助是在自然主义动物种群中实现重要的多学科发现的关键。”
老化的社会环境和生物学
斯奈德-麦克勒实验室的一个广泛主题是调查社会环境变化的根本原因和后果，从微小分子一直到整个生物体的尺度进行检查。
在过去的十年中，新的基因组技术促使研究人员以前所未有的水平探索这些相互作用，以探索环境和基因组之间的动态相互作用。社会或环境的逆境能在分子水平上模拟老年吗?答案是肯定的。斯奈德-麦克勒的团队最近发表最早的一项研究表明，经历过自然灾害，特别是飓风的人，其免疫系统在分子上更老。
他们研究的群体是自由放养的种群恒河猴住在波多黎各圣地亚哥岛的孤岛上。这些动物自1938年以来就生活在岛上，由加勒比灵长类动物研究中心(CPRC)管理。
为了确定社会地位和大脑内部运作之间的联系，该团队进行了两项互补研究:1)从大脑的15个不同区域生成全面的基因表达数据集;2)在单细胞水平上更详细地关注一个区域(在这种情况下，对大脑的单个区域进行详细分析，即背外侧前额叶皮层(dlPFC)，这是一个长期与记忆、计划和决策有关的大脑区域。这项工作是由详细的行为观察和补充数据收集36只研究动物(20只雌性，16只雄性)。
紧急模式
当他们根据年龄对每个样本大脑区域进行分组时，8个不同的基因集群脱颖而出。其中最有趣的是那些参与代谢过程的基因，细胞信号传导免疫和应激反应
Chiou说:“我们最终确定了数千个基因在表达模式上显示出与年龄相关的差异，其中大约1000个基因在整个大脑中显示出高度一致的模式。”
接下来，他们专注于他们的分析，在单细胞水平上放大大脑前额叶皮层区域。
Chiou说:“我们补充了我们的全脑基因表达数据，测量了24只雌性猕猴寿命周期内dlPFC中71863个单个细胞的基因表达。”
基因表达数据允许他们将每个单独的细胞分为8种广泛的神经细胞类型(例如，兴奋性神经元，小胶质细胞等)，然后进一步将它们解析为dlPFC大脑区域的26种不同的细胞类型和亚型。
他们还揭示了猕猴和人类年龄基因表达特征之间的强烈相似性。其中一些变异是特定于与退行性神经疾病相关的区域，而另一些则反映了整个大脑中与老年相关的保守神经模式。
与小鼠和人类大脑数据相比，跨区域与年龄相关的变异中表现出最大相似性的途径是脑细胞与细胞通信(化学突触传递，在五个区域共享)、大脑生长(神经发生的负调控，在三个区域共享)和细胞生长和死亡的关键大脑调节基因(促炎细胞因子肿瘤坏死因子的正调控，在三个区域共享)。
但并不是所有的研究结果都在人类身上找到了相似之处，这表明一些神经退行性疾病的根本原因可能也是我们人类独特之处的一部分。
年龄对猕猴和人类的影响之间的这些关键差异可能有助于解释一些人类神经退行性疾病背后的独特机制。
在生化途径各区域年龄差异最大的是能量途径(电子传递链/氧化磷酸化，在四个区域发现)。有趣的是，人类神经退行性疾病，如帕金森病(四个区域)、亨廷顿病(三个区域)和阿尔茨海默病(一个区域)，与人类和猴子之间一些最不同的基因集有关。
“这表明，虽然在某些地区，人类的神经退行性变途径与猕猴的年龄分布不同，但它们仍然与社会逆境有很强的重叠，与社会逆境和人类的流行病学联系相似。神经退行性疾病DeCasien说。
衰老与社会环境的变化有关
接下来，研究小组将他们的数据应用于猕猴衰老的社会方面，这些方面有几个独特的特征。雌性猕猴的统治地位(猴子的社会地位)是从母亲那里遗传来的，在很大程度上，在它们的一生中保持稳定。这与在雄性猕猴身上发现的模式有很大的不同，雄性猕猴在成熟时离开自己的群体，在等级制度的最底层进入新的群体，然后随着他们在新群体中的任期延长而上升。
斯奈德-麦克勒说:“在人类和其他社会物种中发现的证据表明，与年龄有关的疾病的风险、发病和进展的变化在一定程度上可以通过社会逆境的变化来解释。”“例如，在雌性猕猴中，低社会地位与死亡率增加有关，它对免疫细胞基因表达的影响与人类衰老的基因表达特征相似。”
接下来，他们想确定社会逆境是否与猕猴大脑中的年龄分子特征有关。他们发现，地位对基因表达的影响尤其受到地位高的女性更年轻的分子特征的驱动，这表明地位高和大脑年龄年轻之间的联系并不是沿着社会等级线性表达的，而是特定于地位高的女性。较高的社会地位可能会带来一些好处，包括更容易获得资源，更可预测的环境和减少来自群体成员的骚扰。
DeCasien说:“我们的发现为大脑中衰老和社会逆境之间的分子相似提供了一些初步证据——提供了一种关键机制，将不利(或相反，有益)环境与与年龄相关的大脑衰退和疾病的早发和快速发展联系起来。”
最终的想法
这些地图集和发现现在将为未来的研究提供有价值的目标，这是一个易于处理的、临床重要的人类健康和衰老模型。
这些联系可能有因果关系的解释;例如，有人提出，社会逆境带来的慢性压力会通过增强免疫系统的慢性炎症来加速衰老。他们的工作强调了将社会环境作为衰老和健康的关键调整因素的重要性。
埃克塞特大学(University of Exeter)心理学和动物行为学副教授劳伦·布伦特(Lauren Brent)说:“毫无疑问，人类和其他群居动物的社会生活与它们的其他生物密不可分。”“令人兴奋的未来研究将向我们展示，为什么我们与他人的互动可能会影响我们衰老的速度，以及这些影响是否可逆。
多亏了这项研究的数据和发现，我们可能正在朝着这个目标前进。“综上所述，我们的发现提供了丰富的分子资源，可以编目与年龄相关的分子变化大脑在一个生活在复杂的社会和自然环境中的非人灵长类动物模型中，”斯奈德-麦克勒说。“我们希望他们能为我们如何过上更长寿、更健康、更幸福的生活提供新的见解。”
