尽管已知体育活动能够减缓阿尔茨海默病患者的认知衰退，但许多患者由于身体虚弱或症状严重而无法进行锻炼。一项新研究发现了一种名为_ATPPIF1_的特定基因，它可通过运动重新激活，并支持大脑的神经可塑性。
研究人员使用单核RNA测序技术，绘制了海马体中脑细胞对有氧运动的反应图谱，揭示了可能成为未来药物治疗目标的分子通路。最终目标是以药理学方式复制运动对大脑的增强效果，为那些无法保持活跃的人群带来希望。
关键事实：
- 运动通路识别： 代谢基因_ATPPIF1_被运动重新激活，可能延缓阿尔茨海默病的进展。
- 神经可塑性提升： _ATPPIF1_促进神经元存活、突触功能和记忆相关的脑可塑性。
- 药物潜力： 科学家旨在通过靶向基因疗法来模仿运动的认知益处。
多年来，研究人员观察到运动与认知障碍（如阿尔茨海默病）之间的关联，但许多患者无法增加运动量。新的研究探讨了如何在不进行健身房锻炼的情况下模拟这些益处。
“我们知道运动对大脑有许多好处，并能对抗阿尔茨海默病，”资深作者、麻省总医院心血管研究中心医学助理教授Christiane Wrann表示，“我们希望通过药理学手段激活这些分子通路，而不是直接开运动处方，从而改善患者的认知功能。”
根据疾病控制中心的数据，美国约有670万成年人患有阿尔茨海默病。预计到2060年，这一数字将翻倍。
Wrann指出，一些研究和荟萃分析表明，像步行这样的耐力运动能够减缓阿尔茨海默病和痴呆症的认知衰退。2022年的一项研究发现，每天步行大约4000步可将患阿尔茨海默病的风险降低25%，而每天步行10000步则可将风险降低50%。然而，与年龄相关的虚弱和其他因素可能使正在经历认知衰退的患者难以进行锻炼。
“对于能够锻炼的人，我总是鼓励他们这样做，”她说，“但有很大一部分患者没有能力进行足够程度的运动以获得这些益处。”
因此，Wrann的团队致力于理解运动如何在分子水平上影响我们的细胞。为此，研究人员使用了一种名为单核RNA测序的技术。从实验小鼠中提取样本后，她的团队研究了海马体中的细胞——这是大脑中负责记忆和学习的关键区域，在阿尔茨海默病早期会受到损害。
“你可以取一小块组织，其中所有细胞都保持其应有的位置和状态，”她解释道，“然后通过这项技术处理，检查每一个细胞。你会得到该细胞内‘成分’的完整列表——即基因表达。”
研究人员随后比较了健康大脑和阿尔茨海默病大脑，以更好地了解细胞如何相互作用并响应运动。对照组小鼠和阿尔茨海默病小鼠都被安排进行有氧运动（跑轮），之后采集样本。团队通过比较大型人类阿尔茨海默病脑组织数据集验证了他们的发现。
“我们希望利用药理学手段激活这些分子通路，而不是开具运动处方，以改善患者的认知功能。”Wrann说，“我们知道哪些细胞在彼此交流，以及它们说了什么。我们也知道阿尔茨海默病大脑中发生了什么，以及当它们进行运动时会发生什么变化。”
具体而言，研究人员确定了代谢基因_ATPPIF1_作为减缓阿尔茨海默病进展的重要因素。它有助于在大脑中生成新的神经元——这种状态被称为神经可塑性，对学习和记忆至关重要。
“我们知道，在阿尔茨海默病中，该基因的活性降低，而在跑步运动后得以恢复，”Wrann说。“拥有这个基因可以帮助神经细胞在有害刺激下存活，帮助它们增殖并形成突触。”
据Wrann介绍，下一步将是通过基因疗法在人类受试者中应用这些发现。“在现代生物医学科学中，我们有很多方法可以调节这些基因的活性，”她说，“这是我们当前工作的一部分——超越研究本身，找出改变该基因活性的最佳方法，并找到适合用于人体的候选药物。”
尽管像阿尔茨海默病这样的认知疾病可以从运动及相关基因刺激中受益，但Wrann强调，目前尚无治愈方法。
“非常明确的一点是，疾病的发病时间会推迟。因此，那些进行更多体力活动的人要么不会患上痴呆症，要么会在更晚的时候患病。一些研究表明，运动可以减缓认知衰退的速度，”她说，“但如果完全进入痴呆阶段，情况就会变得更加复杂，因为此时进行锻炼的能力大大降低。”
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