越運動越聰明！ Nature：“運動員血液”能讓久坐不動的小鼠滿血復(fù)活！

來源：生物探索作者：人氣：-發(fā)表時間：2021-12-15 09:26:00【大中小】

眾所周知，一個人活力來自活動。一個人久坐不動，不但身體逐步衰弱，思想也會麻木遲滯。體育鍛煉通常有益于人類和動物健康的各個方面，尤其在減緩認知衰老和神經(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)，但對調(diào)節(jié)這些影響的因素和機制知之甚少。

近日，來自斯坦福大學(xué)的研究機構(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，研究表明將運動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)可能在通過運動抗神經(jīng)炎癥效果中發(fā)揮著重要作用。

在這項研究中，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，與久坐不動的小鼠相比，跑步28天的小鼠大腦中整體細胞存活率顯著增加，比如神經(jīng)元、許多神經(jīng)干細胞和祖細胞以及星形膠質(zhì)細胞的數(shù)量。

接下來，研究人員從長期運動小鼠身上采集運動血漿，同時從久坐不動的小鼠身上采集血漿作為對照，然后將上述運動血漿（包括對照血漿）分別輸入其它久坐不動的小鼠體內(nèi)。研究結(jié)果顯示，與接受對照血漿的小鼠相比，接受運動血漿的小鼠的總增殖細胞、DCX+神經(jīng)母細胞和存活細胞顯著增加。非常值得注意的是，獲得了運動血漿的小鼠達到了與上述運動28天的小鼠同樣的效果。在另外兩項不同的實驗室學(xué)習(xí)和記憶測試中，接受運動血漿的小鼠表現(xiàn)優(yōu)于接受對照血漿的久坐不動的小鼠。

為了進一步了解產(chǎn)生以上效應(yīng)的分子基礎(chǔ)，研究人員分析了接受運動血漿和對照血漿的小鼠海馬體中數(shù)千個基因的表達水平。結(jié)果顯示有1952個顯著差異基因表達，其中與細胞遷移 ( Tns4 )、粘附 ( Igsf5 ) 和上皮細胞分化和增殖 ( 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)的基因表達被上調(diào)。這些發(fā)現(xiàn)表明，運動血漿在很大程度上能夠重現(xiàn)跑步對海馬神經(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。這些結(jié)果表明，運動可以改善小鼠的認知能力，且輸入跑步小鼠的血液后也可以提高受體小鼠的認知能力。

由于運動血漿的輸入可以下調(diào)免疫和炎癥基因，研究人員進一步探究運動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個顯著差異基因表達，但是模型小鼠在輸入運動血漿后，逆轉(zhuǎn)了這些基因的表達，使得這些小鼠的海馬轉(zhuǎn)錄組與未接受 LPS 誘導(dǎo)的對照小鼠有很大的相似性。這些結(jié)果表明運動血漿有效地拮抗海馬體中對 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)。其中與久坐不動小鼠相比，運動小鼠中的 23 種蛋白質(zhì)含量較低，26 種蛋白質(zhì)含量更高，這些差異表達的蛋白質(zhì)中有幾個與補體級聯(lián)有。為了驗證運動血漿的抗炎成分，研究人員將四種主要差異表達的蛋白（CLU凝聚素、FH補體因子、PEDF糖蛋白色素上皮衍生因子、LIFR白血病抑制因子受體），分別從運動血漿中單一去除，然后將該運動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動血漿的抗炎特性，而 FH、PEDF 或 LIFR幾種蛋白質(zhì)都沒有同樣的效果。

CLU是一種補體級聯(lián)抑制劑，在運動的小鼠血液中含量明顯高于久坐不動的小鼠。實驗的最后，研究人員進一步證明了靜脈注射的CLU能與大腦內(nèi)皮細胞上的受體結(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。

為了確定這些研究結(jié)果對人類的是否具有相同的效應(yīng)，研究人員對20名患有輕度認知障礙（阿爾茨海默病的前兆）的退伍軍人進行為期六個月體育鍛煉干預(yù)。結(jié)果顯示，與小鼠的研究結(jié)果一致，運動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或模擬凝聚素與其腦內(nèi)皮細胞受體結(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，從運動小鼠身上采集運動血漿輸入久坐不動的小鼠的體內(nèi)，可降低神經(jīng)炎癥基因表達和實驗誘導(dǎo)的腦炎癥，也就是說 “運動員血液”可通過CLU凝聚素增強記憶力并抑制腦部炎癥。

生命在于運動，從一世來看一時，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”又前進了一步。