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(xì)胞研究中心的科學(xué)家對(duì)小鼠進(jìn)行的一項(xiàng)新研究表明，對(duì)肝衰老運(yùn)動(dòng)眾所周知的益處可能是對(duì)肝臟蛋白質(zhì)的研究很少。這些發(fā)現(xiàn)可能會(huì)導(dǎo)致新的療法，使體育活動(dòng)對(duì)由于身體限制而無(wú)法運(yùn)動(dòng)的人產(chǎn)生神經(jīng)保護(hù)作用。
運(yùn)動(dòng)是保護(hù)大腦免受與年齡有關(guān)的認(rèn)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(rèn)知，即使那些基因稀有的人不可避免地導(dǎo)致癡呆的變異。
但是許多老年人由于身體上的限制或殘疾而無(wú)法正常運(yùn)動(dòng)，研究人員長(zhǎng)期以來(lái)一直在尋找可以為體育活動(dòng)量少的人帶來(lái)某些神經(jīng)學(xué)益處的療法。
這項(xiàng)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(yùn)動(dòng)后，肝臟會(huì)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(rèn)知功能改善相對(duì)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(yùn)動(dòng)的老年人血液中的這種酶也升高。但是研究人員表明，簡(jiǎn)單地增加小鼠肝臟產(chǎn)生的Gpld1的數(shù)量可以帶來(lái)許多與常規(guī)鍛煉相同的大腦益處。
研究高級(jí)作者索爾·維萊達(dá)(Saul Villeda)博士說(shuō)：“如果有一種藥物能產(chǎn)生與運(yùn)動(dòng)相同的大腦益處，那么每個(gè)人都會(huì)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(huì)以丸劑的形式獲得。” ，是加州大學(xué)舊金山分校的解剖學(xué)和物理治療與康復(fù)科學(xué)系的助理教授。
Villeda的實(shí)驗(yàn)室之前已經(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(guò)早的與年齡相關(guān)的認(rèn)知能力下降。
這些先前的結(jié)果導(dǎo)致維萊達(dá)實(shí)驗(yàn)室的研究生Alana Horowitz和博士后研究員Xuelai Fan，Ph.D.追求可能通過(guò)血液傳播的因素，這些因素也可能帶來(lái)鍛煉的益處，眾所周知，這也可以使大腦衰老的方式與人們看到的類(lèi)似。在實(shí)驗(yàn)室的“年輕血液”實(shí)驗(yàn)中。
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(gè)星期對(duì)老年小鼠的學(xué)習(xí)和記憶產(chǎn)生了顯著改善，類(lèi)似于定期運(yùn)動(dòng)的小鼠所見(jiàn)。當(dāng)他們檢查動(dòng)物的大腦時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)了在稱(chēng)為海馬區(qū)的新神經(jīng)元產(chǎn)生增強(qiáng)的證據(jù)，海馬區(qū)是有據(jù)可查的運(yùn)動(dòng)恢復(fù)活力的替代藥物。
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(cè)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(lái)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-在代謝過(guò)程中顯得尤為重要，研究人員選擇更詳細(xì)地研究Gpld1，因?yàn)橐郧暗难芯亢苌傺芯科涔δ堋?/p>
維萊達(dá)說(shuō)：“我們認(rèn)為，如果已經(jīng)對(duì)該蛋白質(zhì)進(jìn)行了徹底的研究，那么就會(huì)有人偶然發(fā)現(xiàn)了這種效果。”“我想說(shuō)的是-如果您要冒險(xiǎn)探索新事物，那么您不妨大放異彩!”
研究小組發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)后小鼠的血液循環(huán)中Gpld1增加，而Gpld1的水平與動(dòng)物認(rèn)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(duì)收集到的人類(lèi)數(shù)據(jù)進(jìn)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(cè)試Gpld1本身是否可以驅(qū)動(dòng)所觀察到的運(yùn)動(dòng)益處，研究人員使用基因工程誘使衰老小鼠的肝臟過(guò)度生產(chǎn)Gpld1，然后通過(guò)多種測(cè)試來(lái)衡量動(dòng)物的表現(xiàn)，這些測(cè)試涵蓋了認(rèn)知和記憶的各個(gè)方面。令他們驚訝的是，治療三周產(chǎn)生的效果類(lèi)似于六周的常規(guī)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)海馬中新神經(jīng)元的生長(zhǎng)顯著增加。
“說(shuō)實(shí)話，我沒(méi)想到會(huì)成功地找到一個(gè)可以解釋運(yùn)動(dòng)對(duì)大腦的好處的分子。運(yùn)動(dòng)似乎會(huì)產(chǎn)生許多細(xì)微的作用，從而增加大腦的運(yùn)動(dòng)能力。帶來(lái)巨大的好處，但這很難孤立。”維萊達(dá)說(shuō)。“當(dāng)我看到這些數(shù)據(jù)時(shí)，我完全陷入了困境。”
維萊達(dá)補(bǔ)充說(shuō)：“通過(guò)這種蛋白質(zhì)，肝臟對(duì)身體活動(dòng)做出了反應(yīng)，并告訴老大腦變年輕。”“這是肝腦交流的一個(gè)杰出例子，據(jù)我們所知，尚無(wú)人存在。這使我想知道我們?cè)谏窠?jīng)科學(xué)中還缺少什么，因?yàn)樗艽蟪潭壬虾雎粤似渌鞴倏赡軐?duì)神經(jīng)器官產(chǎn)生的巨大影響。大腦，反之亦然。”
進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)表明，肝臟產(chǎn)生的Gpld1不會(huì)通過(guò)所謂的血腦屏障，從而保護(hù)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(guò)減少全身炎癥和血液凝集的途徑對(duì)大腦發(fā)揮作用。眾所周知，凝血和炎癥都會(huì)隨著年齡的增長(zhǎng)而升高，并與癡呆和與年齡有關(guān)的認(rèn)知能力下降有關(guān)。
現(xiàn)在，該實(shí)驗(yàn)室正在努力更好地準(zhǔn)確理解Gpld1如何與其他生化信號(hào)傳導(dǎo)系統(tǒng)相互作用，以產(chǎn)生增強(qiáng)大腦的作用，以期希望為治療方法確定特定的靶標(biāo)，這些靶標(biāo)有一天可能為衰老的大腦帶來(lái)許多保護(hù)作用。
標(biāo)簽： 單一蛋白質(zhì)
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