运动时产生的分子促进大脑健康

来自达纳-法伯癌症研究所和哈佛医学院的科学家报告说，一种通过耐力运动增加的蛋白质已经被分离出来，并被给予不运动的小鼠，这种蛋白质会激活促进大脑健康的基因，并鼓励与学习和记忆有关的新神经的生长。

该研究结果发表在该杂志上细胞代谢，这有助于解释众所周知的耐力锻炼能够改善认知功能，尤其是对老年人而言。研究人员表示，如果这种蛋白质能够以稳定的形式被制造出来，并被开发成一种药物，它可能会改善老年人认知能力下降的治疗方法，并减缓阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病的发病速度。

“令人兴奋的是，一种天然物质可以被注入血液，它可以模拟耐力运动对大脑的一些影响，”丹娜-法伯和HMS的布鲁斯·斯皮格尔曼博士说。他与HMS神经生物学主席Michael E. Greenberg博士是该出版物的共同高级作者。

Spiegelman小组此前报道称，这种名为FNDC5的蛋白质是由肌肉运动产生的，并以鸢尾素的变体形式释放到血液中。在这项新的研究中，耐力运动——老鼠自愿在转轮上跑30天——增加了肌肉中代谢调节分子PGC-1α的活性，这刺激了FNDC5蛋白的增加。FNDC5的增加反过来促进了海马体齿状回中一种大脑健康蛋白BDNF(脑源性神经营养蛋白)的表达，海马体是大脑中参与学习和记忆的部分。

研究发现，运动可以刺激海马体中的BDNF，海马体是成人大脑中仅有的两个可以产生新神经细胞的区域之一。BDNF促进新神经和突触的发育——神经之间的连接，允许学习和记忆的存储——并帮助保持脑细胞的存活。

运动如何提高大脑中的BDNF活动尚不清楚;这项新发现将运动、PGC-1α、FNDC5和BDNF联系起来，为这种效应提供了分子途径，尽管Spiegelman和他的同事们认为可能还有其他因素。

在证明了FNDC5是运动和大脑中BDNF增加之间的分子联系后，科学家们想知道在不运动的情况下人为增加FNDC5是否会产生同样的效果。他们使用一种无害的病毒将这种蛋白质通过血液输送到小鼠体内，希望FNDC5能够到达大脑，提高BDNF的活性。七天后，他们检查了老鼠的大脑，观察到海马体中的BDNF显著增加。

作者说:“也许最令人兴奋的结果是，使用腺病毒载体的FNDC5外周传递足以诱导Bdnf和其他具有潜在神经保护功能或涉及学习和记忆的基因的中枢表达。”Spiegelman警告说，需要进一步的研究来确定给予FNDC5是否真的能改善动物的认知功能。科学家们也不确定进入大脑的蛋白质是FNDC5本身，还是鸢尾素，或者是该蛋白质的另一种变体。

Spiegelman说，鸢尾素作为一种药物的发展需要创造一种更稳定的蛋白质形式。

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