在小鼠和人类中进行的大量研究表明，体育锻炼可以使大脑受益，例如，可以减缓认知衰老和神经退行性变。斯坦福大学医学院研究人员领导的一项新研究现在表明，有可能将跑马拉松的小鼠所享受的大脑益处转移到那些沙发土豆的同龄人身上。研究表明，进行大量运动的年轻成年小鼠的血液可以使同龄久坐小鼠的大脑受益。

研究小组比较了同龄运动小鼠和久坐小鼠的血液样本，结果表明，输入跑步小鼠的血液可以减少久坐小鼠的神经炎症，并改善它们的认知能力。研究人员分离出一种单一的血源性蛋白质——簇蛋白(CLU)，它似乎在运动的抗神经炎症作用中发挥着重要作用。“我们发现这种运动效果在很大程度上归因于血液中的因素，我们可以将这种效果转移到同龄、不运动的个体身上，”卫生署托尼·怀斯-科雷博士说陈教授II，该团队论文的高级作者，该论文发表在《自然》杂志上。

研究人员表示，他们的发现可能为治疗打开大门，通过抑制缺乏锻炼的人的大脑炎症，可能会降低他们患神经退行性疾病的风险或减缓其进展。Wyss-Coray与第一作者ZurineDeMiguel博士(Wyss-Coray小组的前博士后学者)在一篇题为“运动血浆通过聚集蛋白增强记忆并抑制大脑炎症”的论文中描述了他们的发现”。他们在报告中得出结论：“我们的结果为开发基于运动诱导的蛋白质的疗法提供了新途径，这些蛋白质能够减少神经炎症并改善认知功能。”Wyss-Coray是斯坦福吴仔神经科学研究所、斯坦福Bio-X和斯坦福妇幼健康研究所的成员;斯坦福大学ChEM-H的教员。

作者写道，体育锻炼通常对人类和动物健康的各个方面都有益，这可能通过减少神经炎症而延伸到神经退行性疾病和脑外伤患者。Wyss-Coray说，神经炎症与人类神经退行性疾病密切相关。动物研究表明，神经炎症会引发神经退行性疾病，而逆转或减少神经炎症可以延长认知健康。

怀斯-科雷说，任何患过流感的人都可能会因发烧引起的病毒感染而导致认知功能丧失。“你会变得昏昏欲睡，感觉与世隔绝，大脑运转不佳，记忆不清晰。”这至少部分是感染后全身炎症的结果。当你的免疫系统加强战斗时，炎症就会蔓延到你的大脑。

神经免疫学家Wyss-Coray说，神经炎症还会加剧阿尔茨海默氏症和其他神经退行性疾病的进展，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。

众所周知，运动会引起大脑的许多健康表现，例如更多的神经细胞生成和更少的炎症。然而，作者写道，虽然“阿尔茨海默病(AD)和相关疾病的小鼠模型中的长期自愿运动可以改善学习和记忆，并减少神经炎症，”研究小组指出，但运动究竟如何发挥这些有益作用尚不清楚明白了。

老鼠喜欢奔跑。让关在笼子里的老鼠接触到直径几英寸的跑轮，无需训练或提示，它每晚就能用比我们短得多的腿跑四到六英里(它们白天睡觉)。如果你锁定轮子，老鼠就不会记录那么多的运动，尽管它仍然可以自由地在笼子里跑来跑去(大致相当于时不时地走进厨房，从冰箱里拿啤酒或零食))。

研究人员将功能性或锁定的跑轮放入三个月大的实验小鼠的笼子中，这些小鼠的新陈代谢相当于25岁的人类。与久坐小鼠的大脑相比，一个月的稳定跑步足以大幅增加这些跑步马拉松小鼠大脑中神经元和其他细胞的数量。

接下来，研究人员收集了运动小鼠和对照久坐小鼠的血液。然后，每三天，他们向其他久坐小鼠注射来自跑步小鼠(跑步者血浆;RP)或沙发土豆、久坐小鼠(对照血浆;(CP))的血浆。每次注射相当于接受者血浆的7%至8%小鼠的总血容量。(相当于人类的血容量约为1/2至3/4品脱。)

在两项不同的实验室记忆测试中，注射跑步者血浆的久坐小鼠的表现优于接受对照血浆的同样久坐的小鼠。“......注射RP，而不是CP，增加了小鼠在恐惧调节范式中的情境学习和记忆，而不影响它们对听觉线索的反应、明暗竞技场中的活动或活动室中的焦虑水平，”研究小组指出。“同样，RP提高了他们在莫里斯水迷宫(空间学习和记忆测试)中的表现。”“获得跑步者血液的老鼠更聪明，”怀斯-科雷说。此外，与接受对照血浆输注的小鼠相比，接受运动小鼠血浆的久坐小鼠的海马体(与记忆和导航相关的大脑结构)中产生新神经元的细胞更多。

科学家们比较了接受RP或CP的久坐小鼠海马体中数千个基因的激活水平。在大约2,000个激活水平随跑者血浆而变化的基因中，其中激活水平变化最显着的250个差异表达基因(DEG)已知与炎症过程的相关性最强，并且它们的激活水平变化表明较低的激活水平。接受RP输血的小鼠的神经炎症。“有趣的是，前250个DEG表明急性炎症反应的下调是受影响最显着的生物途径……”该团队指出。

“跑步者的血液显然对大脑产生了一些作用，尽管它是系统性地输送到大脑之外的，”怀斯-科雷说。对跑步动物血液中的蛋白质进行检查，发现了235种不同的蛋白质，其中与久坐小鼠相比，其中23种在运动时含量较少，26种在运动时含量较多。其中一些差异表达的蛋白质与补体级联有关，补体级联是一组大约30种血源性蛋白质，它们相互作用，启动针对病原体的免疫反应。研究小组表示：“生物途径分析表明补体系统替代途径的激活和内皮细胞分化。”“值得注意的是，补体和凝血途径的蛋白质占显着变化蛋白质的26%。

从跑步小鼠血浆中去除一种蛋白质——簇蛋白，很大程度上消除了它对久坐小鼠大脑的抗炎作用。科学家们进行了类似测试，没有去除任何其他蛋白质——包括补体因子H(FH)、糖蛋白色素上皮衍生因子(PEDF)和白血病抑制因子受体(LIFR)——也有相同的效果。“值得注意的是，CLU的消耗在很大程度上消除了RP的抗炎特性，而FH、PEDF或LIFR的消耗几乎没有影响，”他们写道。凝聚素是补体级联的抑制剂，运动动物血液中的浓度明显高于静坐小鼠血液中的含量。

进一步的实验表明，簇蛋白与脑内皮细胞(大脑血管内壁的细胞)上丰富的受体结合。Wyss-Coray指出，大多数阿尔茨海默病患者体内的这些细胞都会发炎，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)转入大脑。

进一步的测试表明，即使在大脑外施用，簇蛋白本身也能够减少两种不同品系的实验小鼠的脑部炎症，这些小鼠要么诱发急性全身炎症，要么诱发阿尔茨海默病相关的慢性神经炎症。“静脉注射CLU与脑内皮细胞结合，减少急性脑炎症小鼠模型和阿尔茨海默病小鼠模型中的神经炎症基因表达。”

另外，研究人员发现，在为期6个月的有氧运动计划结束后，20名患有轻度认知障碍(阿尔茨海默病的前兆)的退伍军人血液中的簇蛋白水平升高。这些发现表明，抗炎运动因子的存在是可转移的，针对脑血管系统并有益于大脑，并且存在于从事运动的人类体内，”研究人员指出。Wyss-Coray推测，一种增强或模拟簇蛋白与其脑内皮细胞受体结合的药物可能有助于减缓与神经炎症相关的神经退行性疾病(如阿尔茨海默病)的进程。

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标签：小鼠大脑炎症