“年轻神经元”在衰老:Cell 揭示神经调控皮肤衰老的新机制

一个被忽视的角度

提到皮肤衰老,大多数人首先想到的是紫外线、自由基、胶原蛋白流失。这些都对,但只讲了故事的一半。

2026年7月17日,Cell 发表了一项来自上海交通大学医学院团队的研究。第一作者王之凯,通讯作者王红林。研究揭示了一条此前未被充分认识的皮肤衰老路径:皮肤中特定类型的神经元,通过释放神经递质谷氨酸来维持胶原蛋白的合成;当这些神经元随着衰老而功能下降时,成纤维细胞加速老化,皮肤跟着走下坡路。

简单说,皮肤里的神经也在"管"皮肤老不老。

皮肤神经调控衰老机制图

切掉神经,皮肤老得更快

研究的起点是一个直观的实验:把小鼠皮肤的神经去掉(去神经术,denervation),然后观察皮肤的变化。

结果很清楚:失去神经支配的皮肤,胶原蛋白含量显著下降,呈现出加速衰老的特征。这说明,外周神经向皮肤分泌的信号分子,对维持皮肤的年轻状态有直接作用。

但哪一种神经元在起作用?研究团队用了单细胞测序等手段追踪,最终锁定了一类表达囊泡谷氨酸转运体2(Vglut2)的谷氨酸能神经元。这类神经元的纤维深入皮肤真皮层,经常与成纤维细胞——皮肤里主要的胶原蛋白生产者——密切接触。

它们之间的沟通方式,就是释放谷氨酸。

Nefh:神经元里的"年轻开关"

锁定目标后,研究团队注意到一个关键蛋白:神经丝重链(Nefh)。

在衰老的皮肤中,Nefh 的含量明显下降。而 Nefh 主要存在于那些 Vglut2+ 谷氨酸能神经元中。进一步分析发现,表达 Nefh 的神经纤维恰好是那些与成纤维细胞接触最频繁的。

为了验证因果,研究团队做了条件性基因敲除实验:只在 Vglut2+ 神经元中删除 Nefh 基因。结果——这些小鼠的成纤维细胞出现明显的衰老特征,胶原蛋白大幅减少。

Nefh基因敲除实验结果

上图展示了敲除实验的核心数据。左半部分(A-F)是组织层面的证据:Nefh 敲除后,皮肤中的神经纤维密度下降(A-B),胶原染色显著减少(C-F)。中间部分(G-I)是体外共培养实验:来自 Nefh 敲除小鼠的神经元与正常成纤维细胞共培养后,成纤维细胞的 SA-β-gal 染色(衰老标志物)显著升高——说明是神经元功能的丧失在"传染"衰老信号给成纤维细胞。右半部分(L-M)的电生理记录显示,敲除 Nefh 的神经元放电能力明显减弱。

换句话说,Nefh 蛋白维持着这些神经元的正常工作能力。它一旦减少,神经元的"火力"下降,释放的谷氨酸不够,成纤维细胞就失去了维持胶原蛋白的外部信号。

Cdk5:连接结构蛋白与信号释放的桥梁

Nefh 是一种结构蛋白,主要功能是维持神经纤维的骨架。它怎么影响谷氨酸的释放?

研究团队发现了一个关键的中间人:周期蛋白依赖性激酶5(Cdk5)。Cdk5 同时与 Nefh 和 Vglut2 相互作用,形成一个功能性复合体。这个复合体一方面稳定了 Nefh 蛋白本身,另一方面维持着神经元的兴奋性和谷氨酸释放能力。

当 Nefh 随衰老减少时,Nefh-Cdk5-Vglut2 复合体瓦解,神经元的放电频率下降,谷氨酸释放量随之减少。这是一条从结构蛋白到神经递质释放的完整信号链。

谷氨酸的抗衰老效应:从神经元到成纤维细胞

既然谷氨酸减少是皮肤衰老的推手,那补充谷氨酸能逆转这个过程吗?

研究团队做了验证。给 Nefh 敲除的小鼠补充外源谷氨酸后,皮肤衰老的表型得到改善:成纤维细胞的衰老标志物下降,胶原蛋白合成回升。

但成纤维细胞怎么"听到"谷氨酸信号?研究发现,成纤维细胞表面表达一种叫做 Slc1a3(溶质载体家族1成员3)的谷氨酸转运体。Slc1a3 负责将细胞外的谷氨酸转运进成纤维细胞内,随后激活 Smad 信号通路——这是一条经典的促胶原合成通路。

Slc1a3 同样在衰老过程中下降。也就是说,衰老时这道信号链两头都在塌:上游神经元释放的谷氨酸减少,下游成纤维细胞接收信号的转运体也在减少。

不只是小鼠:人类数据也支持

这项研究没有止步于动物模型。

研究团队分析了148名参与者的皮肤样本数据,覆盖20岁到60岁以上各年龄段。结果显示,Nefh、谷氨酸含量、Slc1a3 和胶原蛋白在人类皮肤中同样随年龄增长而协同下降。

他们还直接比较了17岁和64岁的人体皮肤样本中谷氨酸的免疫荧光染色——年轻皮肤中的谷氨酸信号明显更强,且与 Nefh+ 神经纤维的分布高度重合。

意义与局限

这项研究确立了一条"神经-皮肤"衰老调控轴:Vglut2+ 谷氨酸能神经元通过 Nefh-Cdk5 复合体维持谷氨酸释放,谷氨酸经 Slc1a3 进入成纤维细胞,激活 Smad 通路促进胶原蛋白合成并抑制细胞衰老。衰老时这条链从两头断裂。

从治疗角度,这条通路上的每一个节点——Nefh 稳定性、Cdk5 活性、谷氨酸补充、Slc1a3 表达量——都是潜在的干预靶点。

需要说明的是,这项研究的核心数据来自小鼠模型。虽然人类皮肤样本和队列数据提供了方向一致的旁证,但"补充谷氨酸改善皮肤衰老"的因果验证目前主要在动物层面完成。谷氨酸是否能直接作为外用抗衰老成分、透皮吸收效率和安全性如何,都需要进一步的临床研究来回答。

至于社交媒体上有人问"要不要往脸上抹味精"——谷氨酸钠确实含谷氨酸,但直接外涂的有效浓度、渗透方式和皮肤刺激性都没有任何数据支持。别拿自己的脸做实验。


论文信息

  • 标题:Skin-innervating glutamatergic neurons modulate aging
  • 期刊:Cell
  • 发表日期:2026年7月17日
  • 第一作者:王之凯(上海交通大学医学院)
  • 通讯作者:王红林(上海交通大学医学院附属上海市第一人民医院实验动物中心)
  • DOI:10.1016/j.cell.2026.06.032