让大脑逆生长,吃个药就可以?《科学》:单一蛋白质就能促使神经元再生

来自:DeepTech深科技 2020-07-21

运动延缓大脑衰老,可以通过一种肝脏分泌的 Gpld1 蛋白质来解释。

发表在《科学》最新一期上的研究,从血浆物质变化的视角,展示出运动对大脑和认知的益处。这项研究来自加州大学旧金山分校。

" 如果有一种药能像运动一样,让大脑获益,每个人都会服用。现在,我们的研究表明,至少一部分益处在未来某一天可以通过药片实现。" 研究的通讯作者索尔 · 维莱达(Saul Villeda)说。

图|研究论文(来源:Science )

网络搜索结果实验:从运动的老鼠采血,输给静坐的老鼠

对老鼠和人类而言,随年龄增长,大脑功能衰退,重要的现象就是空间记忆能力下降。研究者将用于实验的老鼠分为两组,一组在转轮中运动六周,另一组静坐六周。随后,给老鼠们安排的任务是:在充满浑浊的水的池子中寻找到一个隐藏的平台。结果,不运动的老鼠需要花更多的时间。

另一项实验中,研究者选用衰老的老鼠,一组运动七周,另一组不运动。从前者身上采集血浆,输入后者体内。血浆治疗四个星期后,不运动的老鼠也能很快完成寻找平台的任务了,而且水平和运动的老鼠差不多。

研究者检查了老鼠的脑部。对于被输血的老鼠,在海马体这一区域,新生神经元大约增加了两倍。运动老鼠脑部也有类似现象。

视频|该项研究的基本原理介绍(来源:USCF 官网)

通过分析血液,研究者在 30 多种蛋白质(其中 19 种来自肝脏)中锁定了 Gpld1。Gpld1 是一种分泌自肝脏的酶,运动后,老鼠血液循环中的 Gpld1 增加。

为了验证 Gpld1 这个单一成分对大脑的影响,研究人员通过基因工程诱使老鼠肝脏过度分泌 Gpld1,然后用一系列测试来衡量老鼠的认知和记忆能力。结果发现,三周的治疗效果类似于六周的运动,海马体的神经元数量也显著增加。这说明 Gpld1 的水平与认知水平密切相关。

" 我看到这些数据的时候,惊讶得不知所措。" 维莱达说," 老实说,我没有想到发现一种分子,它就能这么大程度地解释运动对大脑的好处。本来以为,运动会产生许多细小微妙的作用,它们加在一起带来很大的好处,很难被孤立出来。"

另外,对人类数据的分析也表明,与运动程度较低的老年人相比,健康活跃的老年人血液中的 Gpld1 也更高。

新的肝脑通道

研究揭示了肝脏和大脑之间,存在着某种之前被忽视的重要机制。这就是新发现的肝脑通道。

在运动老鼠的大脑中,没有发现很多 Gpld1 。这意味着它不能穿越脑血屏障,它似乎是通过减少全身炎症和血凝,对大脑间接产生作用。众所周知,凝血和炎症都会随着年龄的增长而升高,并与痴呆和年龄相关的认知能力下降有关。

维莱达对新发现的肝脑交流机制很兴奋," 这使我想知道,我们在神经科学中还缺少什么,因为它很大程度上忽略了其他器官可能对神经器官产生的巨大影响。大脑反之亦然。" 研究人员正在进一步研究 Gpld1 更细节的作用机制。

普林斯顿大学分子生物学教授科琳 · 墨菲(Colleen Murphy)评价," 这的确为更多的问题打开了领域,但是以一种非常好的方式。"

维莱达认为,这个机制的发现为潜在治疗方法开辟了新靶标。他渴望发现,这个机制在神经退行性疾病(如阿尔茨海默氏病)的情形下是否有效。

图|索尔 · 维莱达 Saul Villeda(图源:USCF 官网)

未来:帮助不能运动的人

俄克拉何马大学的衰老科学家威拉德 · 弗里曼(Willard Freeman)表示,维莱达团队只发现了一系列事件中的一部分。他在《科学》上的评论文章中提及,操纵蛋白质水平可能影响其他器官的潜在安全隐患。

从老鼠身上的发现,到用于人的药物,还有很长的路要走。

尽管如此,科学家们依旧觉得这个发现很迷人。毕竟," 增加一种成分,就能让大脑逆生长 " 的说法,就像科幻小说里的设定。研究人员希望将来能帮助那些身体受限而不能运动的人。

维莱达向健康媒体 STAT 表示," 我们真的在考虑把益处变成一种疗法,而不是要取代正常运动的益处,可以运动的人应该运动。"