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运动小鼠血液可让懒惰伙伴大脑“返老还童”

作者:大奖网 时间:2020-07-13 09:51:25 来源:中国科学报

  众所周知,运动可以使大脑变敏锐。经常锻炼身体的人和小鼠在认知测试中的表现更好,而老年人进行体育锻炼还可以降低其患痴呆症的风险。


  而近期科学家的一个惊人发现,或许会为那些不能运动或者不爱运动的人带来福音。据《科学》报道,研究人员发现注射经常锻炼的小鼠血液可以使懒惰小鼠的大脑活跃起来。


  这种作用源于血液中一种特定的肝蛋白质。它未来可能会变成一种药物,将运动为大脑带来的益处传递给那些难以离开床和椅子的年老或虚弱的人。


  “会不会因为你血液中存在某些东西,你的大脑就认为你已经锻炼过了呢?”美国加州大学旧金山分校研究员Saul Villeda问道。


  这项新发现源于Villeda的实验室和其他研究人员对啮齿动物的研究。他们发现,年轻小鼠的血液可以使年老小鼠的大脑和肌肉恢复活力。


  一些研究小组声称找到了能解释这种“年轻血液”益处的特定蛋白质。其中,Villeda小组的研究生Alana Horowitz和博士后Xuelai Fan怀疑不只是年轻,运动也能通过血液产生类似的益处。


  为了进一步验证猜想,研究人员把滚轮放在一个装满小鼠的笼子里,这些白天不活跃的小家伙晚上会在上面跑上几英里。研究人员从笼子里经过6个星期滚轮锻炼的老年或中年小鼠身上采集血液,然后把这些血液输送给在没有滚轮的笼子里的老年小鼠。


  研究人员在3周内给未运动的老年小鼠输送了8次血液,发现它们在学习和记忆测试(如在迷宫中寻找出路)上的表现几乎和运动的小鼠一样好。而对照组的未运动老年小鼠没有被输送血液,它们的测试表现就没有进步。


  该试验显示,从运动小鼠身上获取血液的老年小鼠海马体(一个参与学习和记忆的大脑区域)中长出了大约两倍的新神经元。这种变化与直接运动的小鼠相同。


  随后,研究人员寻找小鼠运动时血液中含量上升的蛋白质,这种蛋白质由小鼠肝脏的一种名为糖基磷脂酰肌醇—特异性磷脂酶D1(Gpld1)产生。


  当科学家们将Gpld1基因注入未运动小鼠的尾静脉时,其传递到肝脏可以使器官产生相应的酶。小鼠的认知能力和大脑神经元的生长在3周后得到了改善,其改善程度与它们从运动小鼠身上获得血液的效果差不多。


  研究小组还发现,一组经常锻炼的老年人血液中Gpld1浓度明显高于不经常锻炼的老年人,这表明上述小鼠的研究结果可能在人身上也成立。


  研究人员在运动小鼠的大脑中没有发现太多的Gpld1,它似乎没有直接穿过血脑屏障。它对大脑的促进作用可能是通过割裂许多类型细胞膜上某些蛋白质来实现的。随后,这些细胞释放出来的分子进入血液,降低炎症和血液凝固度,而后者与老年痴呆症和认知能力下降有关。


  Villeda研究小组希望能开发出一种具有相同效果的药物,并将其应用于体弱无力、无法运动的老年人。


  相关论文信息:https://doi.org/10.1126/science.aaw2622


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