Nature重要新发现：将运动小鼠的血液输入久坐小鼠中，可以改善大脑功能！

来源：生物通 

斯坦福大学医学院的研究人员已经表明，大量锻炼的成年小鼠的血液对年龄相同、久坐不动的小鼠的大脑有益。运动小鼠血液中的一种蛋白质似乎是主要原因。

Tony Wyss-Coray

一项新的研究表明，有可能把跑马拉松的小鼠对大脑的好处转移到它们的“久坐”的同伴身上。

斯坦福大学医学院的研究人员已经表明，大量锻炼的年轻成年小鼠的血液对年龄相同、久坐不动的小鼠的大脑有益。运动小鼠血液中的一种蛋白质似乎是这种益处的主要原因。

这一发现可能会开启一扇治疗之门：通过调节那些不怎么锻炼的人的大脑炎症，降低他们患神经退行性疾病的风险或减缓其进展。

在这项将于12月8日发表在Nature杂志上的研究中，斯坦福大学的研究人员比较了同样年龄的运动和久坐小鼠的血液样本。他们发现，从运动小鼠身上输血可以减少久坐小鼠的神经炎症，并改善它们的认知能力。此外，研究人员还分离出了一种血源蛋白，这种蛋白似乎在抗神经炎症运动效果中发挥着重要作用。

炎症与认知健康

神经病学和神经科学教授Tony Wyss-Coray博士说，神经炎症一直与人类的神经退行性疾病密切相关。他说，动物研究表明，神经炎症会诱发神经退行性疾病，逆转或减轻神经炎症可以延长认知健康。

任何患流感的人都可能与因发烧引起的病毒感染而导致的认知功能丧失有关，Wyss-Coray说:“你会昏昏沉沉，感觉与外界脱节，你的大脑不能很好地工作，你的记忆不再清晰。”

这是感染后全身炎症的结果，至少是部分原因。当你的免疫系统加强对抗时，炎症就会扩散到你的大脑。Wyss-Coray说，神经炎症还会加剧阿尔茨海默病和其他神经退行性疾病的发展。他在今年早些时候发表的一项研究中发现了死于COVID-19的人的大脑炎症迹象。

人们已经知道，运动能在大脑中引发许多健康的表现，比如更多的神经细胞产生和更少的炎症。

“我们已经发现，这种运动效应在很大程度上归因于血液中的因素，我们可以把这种效应转移到同龄的、不运动的人身上，”Wyss-Coray说。

夜间马拉松

小鼠喜欢跑。让一只关在笼子里的小鼠进入直径几英寸的滚轮，在没有训练或提示的情况下，虽然它的腿比我们的短得多，但它一晚上能跑4到6英里(它们白天睡觉)。

研究人员把有功能的或坏了的滚轮放进3个月大的实验室小鼠的笼子里，这些小鼠的新陈代谢相当于25岁的人类。与久坐不动的小鼠相比，一个月的稳定跑步足以显著增加马拉松小鼠大脑中神经元和其他细胞的数量。

接下来，研究人员从马拉松小鼠和作为对照的久坐小鼠身上采集血液。然后，每隔三天，他们给其他久坐不动的小鼠注射马拉松或久坐小鼠的血浆(血液中的无细胞部分)。每次注射相当于受体小鼠总血容量的7%到8%。(同样的量在人类体内大约是1 / 2至3 / 4品脱。)

“获得跑步者血液的小鼠更聪明，”Wyss-Coray说。在两项不同的记忆力实验中，久坐的小鼠注射了马拉松小鼠血浆，表现优于同样久坐的小鼠，后者注射了久坐小鼠血浆。

此外，接受马拉松小鼠血浆的久坐小鼠比接受久坐血浆输血的小鼠拥有更多的细胞，这些细胞能够在海马体(一种与记忆和导航有关的大脑结构)中产生新的神经元。

科学家们还比较了接受马拉松小鼠血浆的久坐小鼠和接受久坐血浆的小鼠海马体中数千个基因的激活水平。在大约 2,000 个激活水平因马拉松小鼠血浆而发生变化的基因中，已知激活水平变化最显着的 250 个基因与炎症过程最密切相关，它们的激活水平变化表明接受马拉松血液的小鼠的神经炎症较低。 

Wyss-Coray说:“运动者的血液显然对大脑产生了影响，尽管它们已经被系统地输送到了大脑之外。”

对马拉松小鼠血液中的蛋白质进行检测后，斯坦福大学的研究小组发现了235种不同的蛋白质，其中23种较马拉松小鼠少，26种较马拉松小鼠多。其中一些差异表达蛋白与补体级联反应有关——一组约30种血液传播蛋白相互作用，启动对病原体的免疫反应。Wyss-Coray指出，补体系统异常激活导致的慢性炎症似乎加速了许多神经退行性疾病的进展。

一种有趣的蛋白质

从马拉松小鼠的血浆中去除一种蛋白质，很大程度上会抵消了它对久坐小鼠大脑的抗炎作用。在科学家们进行的类似测试中，没有其他蛋白质有同样的效果。

这种蛋白名为聚集素蛋白（Clusterin），聚集素是补体级联的一种抑制剂，在马拉松血液中含量明显高于久坐小鼠的血液。

进一步的实验表明，聚集素蛋白与大脑内皮细胞上大量存在的受体结合，内皮细胞是大脑血管的排列细胞。Wyss-Coray指出，这些细胞在大多数阿尔茨海默氏症患者中都是炎症细胞。他的研究表明，血液内皮细胞能够将循环血液中的化学信号(包括炎症信号)转导到大脑。

聚集素蛋白本身，即使是在大脑外使用，也能够减少两种不同品系的实验室小鼠的大脑炎症，在这两种小鼠中，急性全身炎症或与阿尔茨海默氏症相关的慢性神经炎症都已被诱导。

另外，研究人员发现，在为期6个月的有氧运动项目结束时，20名患有轻度认知障碍(阿尔茨海默氏症的先兆)的退伍军人血液中的聚集素水平升高。

Wyss-Coray推测，一种能够增强或模仿聚集蛋白与大脑内皮细胞受体结合的药物可能有助于减缓神经炎症相关的神经退行性疾病，如阿尔茨海默病。

参考文献

Exercise plasma boosts memory and dampens brain inflammation via clusterin

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