多年来，研究人员发现运动与阿尔茨海默病等认知障碍疾病的发展之间存在联系——但许多患者无法增加运动量。一项发表在《自然神经科学》上的新研究探讨了如何在不进行实际锻炼的情况下模拟这些益处。
“我们知道运动对大脑和对抗阿尔茨海默病有诸多好处，”资深作者克里斯蒂安·乌兰（Christiane Wrann）表示。她是麻省总医院心血管研究中心和哈佛医学院的医学助理教授。“我们不是开运动处方，而是希望通过药理学手段激活这些分子通路，从而改善患者的认知功能。”
根据美国疾病控制与预防中心的数据，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。
乌兰指出，多项研究和荟萃分析表明，像步行这样的耐力运动可以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4,000步可以降低25%患阿尔茨海默病的风险，而每天步行10,000步则能降低50%的风险。但年龄相关的虚弱和其他因素可能使认知能力下降的患者难以进行锻炼，乌兰说道。
“对于能够锻炼的人来说，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强度的锻炼，以获得所有这些益处。”
正因为如此，乌兰表示，她的团队一直致力于了解运动如何在分子层面上影响我们的细胞。为此，她解释说，研究人员使用了一种名为单核RNA测序的技术。通过对小鼠取样，她的团队研究了海马体中的细胞——这是对记忆和学习至关重要的大脑区域，也是阿尔茨海默病早期受损的部位。
“你可以取出一块组织，其中包含所有细胞，它们的位置和状态都保持原样，”她说。“然后通过这种技术处理，你可以检查每个单独的细胞。你可以得到细胞内‘成分’的完整列表——即基因表达。”
研究人员随后将健康大脑与阿尔茨海默病大脑进行比较，更深入地了解细胞之间如何相互作用以及它们对运动的反应。对照组小鼠和阿尔茨海默病小鼠在接受有氧运动（如在轮子上跑步）后采集样本。团队通过将结果与大量人类阿尔茨海默病脑组织数据集进行对比，验证了他们的发现。
“我们知道哪些细胞在互相交流，以及它们在说什么，”乌兰说。“我们也知道阿尔茨海默病大脑中发生了什么，以及当它们接受运动时会发生什么变化。”
具体来说，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，这对学习和记忆至关重要。
“我们知道，在阿尔茨海默病中，该基因的活性会降低，而在运动后其活性会恢复，”乌兰说。“拥有这个基因可以帮助神经细胞在有害刺激下存活，并促进它们的增殖和突触形成。”
据乌兰介绍，下一步是将其发现转化为治疗手段，这将涉及在人类受试者中使用基因疗法。
“在现代生物医学科学中，我们有许多方法可以调节这些基因的活性，”她说。“这是我们目前正在进行的工作的一部分——超越研究，找出改变该基因活性的最佳方法，并找到可以在人体中使用的候选药物。”
尽管像阿尔茨海默病这样的认知疾病可以从运动和相关基因刺激中受益，乌兰强调，目前仍无治愈方法。
“有一件事非常明确，那就是疾病的发病时间会延后。因此，那些身体活动更多的人要么不会患上痴呆症，要么会在更晚的时候才患病。一些研究表明，运动可以减缓认知衰退的速度，”她说。“但如果已经完全进入痴呆阶段，情况就会变得更加复杂，因为此时患者参与锻炼计划的能力大大降低。”
(全文结束)
