一项新发现的体脑通路揭示了运动如何通过密封老化大脑的防御系统来恢复记忆力。
加州大学旧金山分校的研究人员确定了一个可能解释为何运动能增强思维和记忆力的生物过程。他们的研究结果表明，身体活动能强化大脑固有的防御系统，帮助保护其免受与年龄相关的损伤。
随着人们年龄增长，血脑屏障变得更为脆弱。这个紧密排列的血管网络通常能将大脑与血液中循环的有害物质隔离开来。然而，随着时间推移，它可能变得渗漏，允许损害性化合物进入脑组织。结果是炎症，这与认知能力下降相关，常见于阿尔茨海默病等疾病中。
几年前，研究团队发现运动的小鼠肝脏中会产生更高水平的一种名为GPLD1的酶。GPLD1似乎能恢复大脑活力，但这里存在一个谜题。该酶本身无法进入大脑，使科学家不确定它如何提供认知益处。
新研究提供了答案。
GPLD1如何减少脑部炎症
科学家发现GPLD1影响另一种名为TNAP的蛋白质。随着小鼠年龄增长，TNAP在构成血脑屏障的细胞中积累。这种积聚会削弱屏障并增加渗漏性。当小鼠运动时，它们的肝脏将GPLD1释放到血液中。该酶会到达大脑周围的血管，并从这些细胞表面移除TNAP，帮助恢复屏障的完整性。
"这一发现表明，身体对于理解大脑如何随年龄衰退有多重要，"加州大学旧金山分校Bakar衰老研究所副所长Saul Villeda博士说。Villeda是2月18日发表在《细胞》杂志上的论文的高级作者。
确定TNAP在认知衰退中的作用
为了确定GPLD1如何发挥其作用，研究团队聚焦于该酶最擅长的事情。GPLD1能从细胞表面切割特定蛋白质。研究人员寻找含有可作为靶点的蛋白质的组织，并怀疑其中一些蛋白质可能随年龄积累。
血脑屏障中的细胞尤为突出，因为它们携带几种可能的GPLD1靶点。当科学家在实验室中测试这些蛋白质时，只有一种被GPLD1剪切：TNAP。
进一步实验确认了TNAP的重要性。在血脑屏障中经过基因改造以产生过量TNAP的年轻小鼠，表现出与老年动物相似的记忆和认知问题。
当研究人员降低2岁小鼠（相当于人类70岁）的TNAP水平时，血脑屏障变得不那么通透，炎症减少，动物在记忆测试中表现更好。"我们能够在小鼠生命后期利用这种机制，它仍然有效，"Villeda实验室的博士后学者、该研究的共同第一作者Gregor Bieri博士说。
对阿尔茨海默病和大脑衰老的意义
研究结果表明，开发能够剪切TNAP等蛋白质的药物，可能提供一种新策略来恢复血脑屏障，即使它已被衰老削弱。
"我们正在揭示阿尔茨海默病研究在很大程度上忽视的生物学，"Villeda说。"它可能开辟超越传统策略的新治疗可能性，传统策略几乎完全专注于大脑。"
作者：其他加州大学旧金山分校作者包括Karishma Pratt博士；Yasuhiro Fuseya医学博士、哲学博士；Turan Aghayev医学博士；Juliana Sucharov；Alana Horowitz哲学博士；Amber Philp哲学博士；Karla Fonseca-Valencia学位；Rebecca Chu；Mason Phan；Laura Remesal哲学博士；Andrew Yang哲学博士；以及Kaitlin Casaletto哲学博士。所有作者名单请参见论文。
资助：本研究部分由美国国立卫生研究院（AG081038, AG086042, AG082414, AG077770, AG067740, P30 DK063720）；西蒙斯基金会；Bakar家族基金会；治愈阿尔茨海默病基金；Hillblom基金会；Glenn基金会；JSPS；日本生物化学博士后奖学金；多发性硬化症基金会；医学研究前沿；美国老年研究联合会；国家科学基金会；Bakar衰老研究所；Marc和Lynne Benioff资助。
消息来源：
材料由加州大学旧金山分校提供。
参考文献：
Gregor Bieri, Karishma J.B. Pratt, Yasuhiro Fuseya, Turan Aghayev, Juliana Sucharov, Alana M. Horowitz, Amber R. Philp, Karla Fonseca-Valencia, Rebecca Chu, Mason Phan, Laura Remesal, Shih-Hsiu J. Wang, Andrew C. Yang, Kaitlin B. Casaletto, Saul A. Villeda. 肝脏运动因子通过血管系统逆转衰老和阿尔茨海默病相关的记忆丧失. 细胞, 2026.
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