运动对大脑的好处可以通过一种单一的蛋白质来获得。

加州大学旧金山分校(UC San Francisco Eli)和埃迪·布罗德再生医学和干细胞研究中心(Edythe Bound Center For Regeneration Medicine And Stem Cell Research)的科学家在老鼠身上进行的一项新研究显示，一种鲜为人知的肝脏蛋白可能与锻炼对衰老大脑的众所周知的好处有关。这一发现可能会导致新的疗法，赋予由于身体限制而无法锻炼的人体力活动的神经保护作用。运动是研究得最多、效果最好的保护人们免受疾病侵袭的方法之一，而且已经被证明可以改善神经退行性疾病(如阿尔茨海默病和额颞部痴呆)的风险人群的认知能力，即使是那些基因变异罕见、不可避免地会导致痴呆症的人也是如此。

但由于身体或残疾，许多人无法定期锻炼，研究人员长期以来一直在寻找能够在体力活动水平较低的人身上带来一些相同的神经益处的治疗方法。

这项新的研究发表在2020年7月9日的“科学”杂志上，研究表明，运动后，他们的肝脏会向血液中分泌一种名为Gpld1的蛋白质。血液中这种蛋白质的水平与老年小鼠认知功能的改善相对应，与加州大学旧金山分校记忆和衰老中心的一项合作发现，定期锻炼的老年人血液中的这种酶也会升高。但研究人员表明，只需增加小鼠肝脏产生的Gpld1的数量，就可以带来许多与定期锻炼相同的大脑益处。

如果有一种药物能产生和锻炼同样的大脑益处，那么每个人都会服用它。这项研究的资深作者、加州大学旧金山分校解剖学系、理疗系和康复科学系助理教授索尔·维尔达博士说，现在我们的研究表明，至少有一天这些益处可能会以药片的形式出现在人们的脑海里，这项研究的资深作者Saul Villeda博士是加州大学旧金山分校解剖学系、物理疗法系和康复科学系的助理教授。

Villeda的实验室此前已经表明，幼鼠血液中存在的生物因素可以使老化的小鼠大脑恢复活力，反之，老年小鼠血液中的因素可以导致幼鼠过早地出现与年龄相关的认知能力下降。

这些之前的研究结果促使Villeda实验室的研究生Alana Horowitz和博士后研究员薛来博士研究了血液传播因素，这些因素也可能会带来锻炼的好处，众所周知，锻炼也能让人恢复活力，其方式与实验室中看到的年轻血液实验相似。

Horowitz和Fan从定期锻炼了七周的老年小鼠身上提取血液，并将其注射到久坐不动的老年小鼠身上。他们发现，四周的这种治疗在老年小鼠的学习和记忆方面产生了戏剧性的改善，类似于在经常锻炼的小鼠身上看到的情况。当他们检查这些动物的大脑时，他们发现了被称为海马体的区域中新神经元产生增强的证据，海马体是运动有益于恢复活力的一个有充分记录的替代品。

为了发现血液中可能存在的这些效应背后的特异性，Horowitz、Fan和他的同事们测量了活动和久坐小鼠血液中不同可溶性蛋白质的数量。他们确定了30个候选蛋白质，令他们惊讶的是，其中19个蛋白质主要来自肝脏，其中许多以前曾被认为与控制身体新陈代谢的功能有关。其中两种蛋白质-Gpld1和PON1-对新陈代谢过程特别重要，研究人员选择更详细地研究Gpld1，因为之前很少有研究调查它的功能。

维莱达说：“我们认为，如果对这种蛋白质进行了彻底的研究，就会有人偶然发现这种效应。”我喜欢说--如果你打算冒险探索新事物，那你还不如大干一场！。

研究小组发现，Gpld1在运动后增加了老鼠的血液循环，而且Gpld1的水平与动物认知能力的改善密切相关。作为加州大学旧金山分校记忆和衰老中心的Hillblom衰老网络研究的一部分，对收集的人类数据的分析表明，与活动较少的老年人相比，健康、活跃的老年人血液中的Gpld1也有所升高。

为了测试Gpld1本身是否可以驱动运动的观察到的益处，研究人员使用基因工程诱使老龄小鼠的肝脏过度生产Gpld1，然后在多项测试中测量动物的表现，这些测试衡量了认知和记忆的各个方面。令他们惊讶的是，三周的治疗产生了类似于六周常规锻炼的效果，同时海马中新神经元的生长急剧增加。

老实说，我没想到会成功地找到一种可以解释运动对大脑如此多好处的单一分子。Villeda说，这似乎更有可能会产生许多小而微妙的影响，这些影响加起来会带来很大的好处，但很难分离出来。当我看到这些数据时，我完全惊呆了。

Villeda补充说，通过这种蛋白质，肝脏对身体活动做出反应，并告诉年迈的大脑变得年轻。据我们所知，这是一个不同寻常的肝脑交流的例子，没有人知道它的存在。这让我想知道，我们在神经科学中还遗漏了什么，因为我们在很大程度上忽略了其他器官可能对大脑产生的戏剧性影响，反之亦然。

进一步的实验室实验表明，肝脏产生的Gpld1不会通过所谓的血脑屏障，而血脑屏障是保护大脑免受血液中有毒或感染性物质影响的屏障。相反，这种蛋白质似乎通过减少全身炎症和血液凝固的途径对大脑产生影响。已知凝血和炎症都会随着年龄的增长而增加，并与痴呆症和与年龄相关的认知能力下降有关。

该实验室目前正在努力更准确地了解Gpld1是如何与其他生化信号系统相互作用，产生其提脑作用的，希望确定特定的治疗靶点，有朝一日可以为老化的大脑提供许多保护。更多信息：A.M.Horowitz等人，血液因素将锻炼对神经发生和认知的好处转移到老年人的大脑，科学(2020)。.org/cgi/doi…。1126/Science.aaw2622