赵经纬教授团队成果揭示生长分化因子11抑制p21延缓兴奋性神经元衰老和脑衰老并改善认知老年化新机制

2023年11月17日，浙江大学基础医学院和附属邵逸夫医院赵经纬教授、复旦大学脑科学转化研究院舒友生教授及深圳华大生命科学研究院韩磊博士团队合作在《自然·通信》（Nature Communications）在线发表题为“GDF11 slows excitatory neuronal senescence and brain ageing by repressing p21”的研究论文（DOI：10.1038/s41467-023-43292-1），揭示生长分化因子11（GDF11）在脑内兴奋性神经元中特异性高表达，内源性GDF11可以通过抑制p21延缓兴奋性神经元衰老和脑衰老，并改善认知老年化。该研究为开发延缓脑衰老和改善认知老年化的干预方法提供了新思路。

研究显示，GDF11在兴奋性神经元中特异性高表达，并且呈高度种系保守性。全脑敲除兴奋性神经元的GDF11能加速特定脑区的细胞衰老并缩短小鼠寿命，且兴奋性神经元为主要衰老细胞，证明兴奋性神经元中的GDF11在脑衰老进程中发挥着重要作用。特异性敲除扣带回兴奋性神经元中的GDF11能增强兴奋性神经元自身的兴奋性，接收的抑制性输入减少，顶树突和树突棘削减。行为学测试发现局部和全脑敲除兴奋性神经元中的GDF11可减弱小鼠的认知和记忆功能。

研究人员进一步解析了GDF11延缓兴奋性神经元衰老的分子机制：p21是GDF11缺失诱导兴奋性神经元自身衰老所必需的，GDF11敲除可上调pSmad2和Smad3，促进Smad2结合在p21的启动子区并上调p21的表达，最终引起神经元衰老。

王迪仙博士、董昭君博士研究生和邓穗馨博士为本文共同第一作者。研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划等资助。