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

運動是保護大腦免受與年齡有關(guān)的認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動，研究人員長期以來一直在尋找可以為體育活動量少的人帶來某些神經(jīng)學(xué)益處的療法。

這項于2020年7月9日在《科學(xué)》雜志上發(fā)表的新研究表明，小鼠運動后，肝臟會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知功能改善相對應(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)常運動的老年人血液中的這種酶也升高。但是研究人員表明，簡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(Saul Villeda)博士說：“如果有一種藥物能產(chǎn)生與運動相同的大腦益處，那么每個人都會服用?，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的實驗室先前已經(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)的認知能力下降。

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

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)，這種治療的四個星期對老年小鼠的學(xué)習(xí)和記憶產(chǎn)生了顯著改善，類似于定期運動的小鼠所見。當他們檢查動物的大腦時，他們發(fā)現(xiàn)了在稱為海馬區(qū)的新神經(jīng)元產(chǎn)生增強的證據(jù)，海馬區(qū)是一個有據(jù)可查的運動恢復(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-被認為對代謝過程尤為重要，并且研究人員選擇更詳細地研究Gpld1，因為先前的研究很少研究其功能。

維萊達說：“我們認為，如果已經(jīng)對該蛋白質(zhì)進行了徹底的研究，那么就會有人偶然發(fā)現(xiàn)了這種效果。”“我想說的是-如果您要冒險探索新事物，那么您不妨做大!”

研究小組發(fā)現(xiàn)，運動后小鼠的血液循環(huán)中Gpld1增加，而Gpld1的水平與動物認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，對收集到的人類數(shù)據(jù)進行的分析表明，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。

為了測試Gpld1本身是否可以驅(qū)動所觀察到的運動益處，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，然后通過多項測試來測量動物的表現(xiàn)，這些測試涵蓋了認知和記憶的各個方面。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)運動，同時海馬中新神經(jīng)元的生長顯著增加。

“說實話，我沒想到找到單個分子，可以解釋這么多的運動對大腦的益處成功，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。”維萊達說。“當我看到這些數(shù)據(jù)時，我完全陷入了困境。”

維萊達補充說：“通過這種蛋白質(zhì)，肝臟對身體活動做出了反應(yīng)，并告訴老大腦變年輕。”“這是肝腦交流的一個杰出例子，據(jù)我們所知，尚無人存在。這使我想知道我們在神經(jīng)科學(xué)中還缺少什么，因為它很大程度上忽略了其他器官可能對神經(jīng)器官產(chǎn)生的巨大影響。大腦，反之亦然。”

進一步的實驗室實驗表明，肝臟產(chǎn)生的Gpld1不會通過所謂的血腦屏障，從而保護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)的認知衰退。

該實驗室目前正致力于更好地了解Gpld1與其他生化信號系統(tǒng)正是如何交互作用而產(chǎn)生的腦促進作用，在確定治療具體目標的希望，有朝一日胙許多保護運動的好處對大腦老化。