加州大學(xué)舊金山分校埃利分校和伊迪斯醫(yī)學(xué)研究中心和干細(xì)胞研究中心的科學(xué)家對(duì)小鼠進(jìn)行的一項(xiàng)新研究表明，對(duì)肝臟的蛋白質(zhì)研究很少，這可能是運(yùn)動(dòng)對(duì)衰老的大腦的眾所周知的好處。這些發(fā)現(xiàn)可能會(huì)導(dǎo)致新的療法，使體育活動(dòng)對(duì)由于身體限制而無法運(yùn)動(dòng)的人產(chǎn)生神經(jīng)保護(hù)作用。

運(yùn)動(dòng)是保護(hù)大腦免受與年齡有關(guān)的認(rèn)知下降的最佳方法之一，也是最有效的方法之一，并且已被證明可以改善患有神經(jīng)退行性疾病(如阿爾茨海默氏病和額顳癡呆)的人的認(rèn)知，即使這些人具有罕見的基因變異不可避免地導(dǎo)致癡呆。

但是許多老年人由于身體上的限制或殘疾而無法正常運(yùn)動(dòng)，研究人員長(zhǎng)期以來一直在尋找可以為體育活動(dòng)量少的人帶來某些神經(jīng)學(xué)益處的療法。

這項(xiàng)于2020年7月9日在《科學(xué)》雜志上發(fā)表的新研究表明，小鼠運(yùn)動(dòng)后，肝臟會(huì)向血液中分泌一種名為Gpld1的蛋白質(zhì)。血液中這種蛋白質(zhì)的水平與老年小鼠的認(rèn)知功能改善相對(duì)應(yīng)，與加州大學(xué)舊金山分校記憶與衰老中心的合作發(fā)現(xiàn)，經(jīng)常運(yùn)動(dòng)的老年人血液中的這種酶也升高。但是研究人員表明，簡(jiǎn)單地增加小鼠肝臟產(chǎn)生的Gpld1的數(shù)量可以帶來許多與常規(guī)鍛煉相同的大腦益處。

研究資深作者索爾·維萊達(dá)(Saul Villeda)博士說：“如果有一種藥物能產(chǎn)生與運(yùn)動(dòng)相同的大腦益處，那么每個(gè)人都會(huì)服用?，F(xiàn)在我們的研究表明，這些益處中至少有一部分可能會(huì)以藥丸形式獲得。”加州大學(xué)舊金山分校解剖學(xué)和物理療法與康復(fù)科學(xué)系的助理教授。

Villeda的實(shí)驗(yàn)室先前已經(jīng)證明，年輕小鼠血液中存在的生物學(xué)因素可以使衰老的小鼠大腦恢復(fù)活力，相反，老年小鼠血液中的因素可以導(dǎo)致年輕小鼠過早的與年齡相關(guān)的認(rèn)知能力下降。

這些以前的結(jié)果導(dǎo)致維萊達(dá)實(shí)驗(yàn)室研究生阿拉納Horowitz和博士后研究員樊雪萊，博士，追求血源性因素，這也可能胙運(yùn)動(dòng)的好處，這也被稱為振興大腦老化以類似的方式來在實(shí)驗(yàn)室的“年輕血液”實(shí)驗(yàn)中看到了什么。

Horowitz和Fan從定期鍛煉7周的衰老小鼠那里采血，并將其用于久坐的衰老小鼠。他們發(fā)現(xiàn)，這種治療的四個(gè)星期對(duì)老年小鼠的學(xué)習(xí)和記憶產(chǎn)生了顯著改善，類似于定期運(yùn)動(dòng)的小鼠所見。當(dāng)他們檢查動(dòng)物的大腦時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)了在稱為海馬區(qū)的新神經(jīng)元產(chǎn)生增強(qiáng)的證據(jù)，海馬區(qū)是一個(gè)有據(jù)可查的運(yùn)動(dòng)恢復(fù)活力的代理。

為了發(fā)現(xiàn)血液中哪些特定的生物學(xué)因素可能是這些作用的原因，Horowitz，F(xiàn)an及其同事測(cè)量了活躍和久坐小鼠血液中不同可溶性蛋白質(zhì)的含量。他們鑒定出30種候選蛋白質(zhì)，其中19種主要來自肝臟，這令他們驚訝，其中許多以前與控制人體新陳代謝的功能有關(guān)。這些蛋白質(zhì)中的兩種-Gpld1和Pon1-被認(rèn)為對(duì)代謝過程尤為重要，并且研究人員選擇更詳細(xì)地研究Gpld1，因?yàn)橄惹暗难芯亢苌傺芯科涔δ堋?/p>

維萊達(dá)說：“我們認(rèn)為，如果已經(jīng)對(duì)該蛋白質(zhì)進(jìn)行了徹底的研究，那么就會(huì)有人偶然發(fā)現(xiàn)了這種效果。”“我想說的是-如果您要冒險(xiǎn)探索新事物，那么您不妨做大!”

研究小組發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)后小鼠的血液循環(huán)中Gpld1增加，而Gpld1的水平與動(dòng)物認(rèn)知能力的提高密切相關(guān)。作為UCSF記憶和衰老中心的Hillblom衰老網(wǎng)絡(luò)研究的一部分，對(duì)收集到的人類數(shù)據(jù)進(jìn)行的分析表明，與活躍度較低的老年人相比，健康活躍的老年人血液中的Gpld1也升高。

為了測(cè)試Gpld1本身是否可以驅(qū)動(dòng)所觀察到的運(yùn)動(dòng)益處，研究人員使用基因工程誘使衰老小鼠的肝臟過量生產(chǎn)Gpld1，然后通過多項(xiàng)測(cè)試來測(cè)量動(dòng)物的表現(xiàn)，這些測(cè)試涵蓋了認(rèn)知和記憶的各個(gè)方面。令他們驚訝的是，治療三周產(chǎn)生的效果類似于六周的常規(guī)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)海馬中新神經(jīng)元的生長(zhǎng)顯著增加。

“說實(shí)話，我沒想到找到單個(gè)分子，可以解釋這么多的運(yùn)動(dòng)對(duì)大腦的益處成功，似乎更有可能的是演習(xí)將發(fā)揮這加起來許多小的，潛移默化的影響帶來巨大的好處，但這很難孤立。”維萊達(dá)說。“當(dāng)我看到這些數(shù)據(jù)時(shí)，我完全陷入了困境。”

維萊達(dá)補(bǔ)充說：“通過這種蛋白質(zhì)，肝臟對(duì)身體活動(dòng)做出了反應(yīng)，并告訴老大腦變年輕。”“這是肝腦交流的一個(gè)杰出例子，據(jù)我們所知，尚無人存在。這使我想知道我們?cè)谏窠?jīng)科學(xué)中還缺少什么，因?yàn)樗艽蟪潭壬虾雎粤似渌鞴倏赡軐?duì)神經(jīng)器官產(chǎn)生的巨大影響。大腦，反之亦然。”

進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)表明，肝臟產(chǎn)生的Gpld1不會(huì)通過所謂的血腦屏障，從而保護(hù)大腦免受血液中有毒或傳染性物質(zhì)的侵害。取而代之的是，這種蛋白質(zhì)似乎通過減少全身炎癥和血液凝集的途徑對(duì)大腦發(fā)揮作用。這兩種血液凝固和炎癥已知隨著年齡的升高，并已鏈接到老年癡呆癥和年齡有關(guān)的認(rèn)知衰退。

該實(shí)驗(yàn)室目前正致力于更好地了解Gpld1與其他生化信號(hào)系統(tǒng)正是如何交互作用而產(chǎn)生的腦促進(jìn)作用，在確定治療具體目標(biāo)的希望，有朝一日胙許多保護(hù)運(yùn)動(dòng)的好處對(duì)大腦老化。