眾所周知,一個(gè)人活力來自活動(dòng)。一個(gè)人久坐不動(dòng),不但身體逐步衰弱,思想也會(huì)麻木遲滯。體育鍛煉通常有益于人類和動(dòng)物健康的各個(gè)方面,尤其在減緩認(rèn)知衰老和神經(jīng)退行性疾病方面。在先前的研究中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)體育鍛煉的認(rèn)知益處與海馬體內(nèi)的可塑性增加和炎癥減少有關(guān),但對(duì)調(diào)節(jié)這些影響的因素和機(jī)制知之甚少。
近日,來自斯坦福大學(xué)的研究機(jī)構(gòu)在國際知名期刊《Nature》上發(fā)表了題為:“Exercise plasma boosts memory and dampens brain inflammationvia clusterin”的研究成果,研究表明將運(yùn)動(dòng)小鼠血漿輸給久坐小鼠,可以減少久坐小鼠的神經(jīng)炎癥并提高它們的認(rèn)知能力。此外,研究人員分離出一種血源性蛋白質(zhì)CLU凝聚素,該蛋白質(zhì)可能在通過運(yùn)動(dòng)抗神經(jīng)炎癥效果中發(fā)揮著重要作用。
在這項(xiàng)研究中,研究人員首先將正常的雄性小鼠分為兩組,分別放入帶跑步滾輪和不帶滾輪的籠子里,這些小鼠在生理代謝上相當(dāng)于25歲的人類。結(jié)果顯示,與久坐不動(dòng)的小鼠相比,跑步28天的小鼠大腦中整體細(xì)胞存活率顯著增加,比如神經(jīng)元、許多神經(jīng)干細(xì)胞和祖細(xì)胞以及星形膠質(zhì)細(xì)胞的數(shù)量。
接下來,研究人員從長期運(yùn)動(dòng)小鼠身上采集運(yùn)動(dòng)血漿,同時(shí)從久坐不動(dòng)的小鼠身上采集血漿作為對(duì)照,然后將上述運(yùn)動(dòng)血漿(包括對(duì)照血漿)分別輸入其它久坐不動(dòng)的小鼠體內(nèi)。研究結(jié)果顯示,與接受對(duì)照血漿的小鼠相比,接受運(yùn)動(dòng)血漿的小鼠的總增殖細(xì)胞、DCX+神經(jīng)母細(xì)胞和存活細(xì)胞顯著增加。非常值得注意的是,獲得了運(yùn)動(dòng)血漿的小鼠達(dá)到了與上述運(yùn)動(dòng)28天的小鼠同樣的效果。在另外兩項(xiàng)不同的實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)和記憶測(cè)試中,接受運(yùn)動(dòng)血漿的小鼠表現(xiàn)優(yōu)于接受對(duì)照血漿的久坐不動(dòng)的小鼠。
為了進(jìn)一步了解產(chǎn)生以上效應(yīng)的分子基礎(chǔ),研究人員分析了接受運(yùn)動(dòng)血漿和對(duì)照血漿的小鼠海馬體中數(shù)千個(gè)基因的表達(dá)水平。結(jié)果顯示有1952個(gè)顯著差異基因表達(dá),其中與細(xì)胞遷移 ( Tns4 )、粘附 ( Igsf5 ) 和上皮細(xì)胞分化和增殖 ( Ehf ) 相關(guān)的基因被下調(diào),而與海馬學(xué)習(xí)和記憶 ( Foxo6 ) 以及免疫系統(tǒng)和可塑性 ( Fam19a2) 相關(guān)的基因表達(dá)被上調(diào)。這些發(fā)現(xiàn)表明,運(yùn)動(dòng)血漿在很大程度上能夠重現(xiàn)跑步對(duì)海馬神經(jīng)發(fā)生的影響,改善學(xué)習(xí)和記憶,并下調(diào)年輕成年海馬體中炎癥基因的表達(dá)。這些結(jié)果表明,運(yùn)動(dòng)可以改善小鼠的認(rèn)知能力,且輸入跑步小鼠的血液后也可以提高受體小鼠的認(rèn)知能力。
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由于運(yùn)動(dòng)血漿的輸入可以下調(diào)免疫和炎癥基因,研究人員進(jìn)一步探究運(yùn)動(dòng)血漿是否可以作用與基于脂多糖LPS誘導(dǎo)小鼠神經(jīng)炎癥模型。經(jīng)過LPS 誘導(dǎo)的炎癥模型小鼠海馬體中有4936個(gè)顯著差異基因表達(dá),但是模型小鼠在輸入運(yùn)動(dòng)血漿后,逆轉(zhuǎn)了這些基因的表達(dá),使得這些小鼠的海馬轉(zhuǎn)錄組與未接受 LPS 誘導(dǎo)的對(duì)照小鼠有很大的相似性。這些結(jié)果表明運(yùn)動(dòng)血漿有效地拮抗海馬體中對(duì) LPS 的神經(jīng)炎癥反應(yīng)。
研究人員接下來研究了跑步如何影響血漿蛋白質(zhì)組,最終確定了 235 種不同的蛋白質(zhì)。其中與久坐不動(dòng)小鼠相比,運(yùn)動(dòng)小鼠中的 23 種蛋白質(zhì)含量較低,26 種蛋白質(zhì)含量更高,這些差異表達(dá)的蛋白質(zhì)中有幾個(gè)與補(bǔ)體級(jí)聯(lián)有。為了驗(yàn)證運(yùn)動(dòng)血漿的抗炎成分,研究人員將四種主要差異表達(dá)的蛋白(CLU凝聚素、FH補(bǔ)體因子、PEDF糖蛋白色素上皮衍生因子、LIFR白血病抑制因子受體),分別從運(yùn)動(dòng)血漿中單一去除,然后將該運(yùn)動(dòng)血漿輸入基于脂多糖LPS誘導(dǎo)小鼠體內(nèi)。研究結(jié)果顯示CLU 在很大程度上消除了運(yùn)動(dòng)血漿的抗炎特性,而 FH、PEDF 或 LIFR幾種蛋白質(zhì)都沒有同樣的效果。
CLU是一種補(bǔ)體級(jí)聯(lián)抑制劑,在運(yùn)動(dòng)的小鼠血液中含量明顯高于久坐不動(dòng)的小鼠。實(shí)驗(yàn)的最后,研究人員進(jìn)一步證明了靜脈注射的CLU能與大腦內(nèi)皮細(xì)胞上的受體結(jié)合,并降低急性腦炎癥小鼠模型和阿爾茨海默病小鼠模型中神經(jīng)炎癥基因的表達(dá)。
為了確定這些研究結(jié)果對(duì)人類的是否具有相同的效應(yīng),研究人員對(duì)20名患有輕度認(rèn)知障礙(阿爾茨海默病的前兆)的退伍軍人進(jìn)行為期六個(gè)月體育鍛煉干預(yù)。結(jié)果顯示,與小鼠的研究結(jié)果一致,運(yùn)動(dòng)患者血液中的凝集素CLU水平顯著增加。研究人員表示一種增強(qiáng)或模擬凝聚素與其腦內(nèi)皮細(xì)胞受體結(jié)合的藥物可能有助于減緩與神經(jīng)炎癥相關(guān)的神經(jīng)退行性疾病(如阿爾茨海默氏癥)的發(fā)展。
總之,從運(yùn)動(dòng)小鼠身上采集運(yùn)動(dòng)血漿輸入久坐不動(dòng)的小鼠的體內(nèi),可降低神經(jīng)炎癥基因表達(dá)和實(shí)驗(yàn)誘導(dǎo)的腦炎癥,也就是說 “運(yùn)動(dòng)員血液”可通過CLU凝聚素增強(qiáng)記憶力并抑制腦部炎癥。
生命在于運(yùn)動(dòng),從一世來看一時(shí),從全局來看一隅,也許你邁出的每一步,所流的每一滴汗,都向“人類高質(zhì)量血液”又前進(jìn)了一步。
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