雷竞技RAYBET运动不仅能提高代谢,延缓衰老,还能改善我们的心血管健康,甚至提高大脑的认知水平。
运动的好处有太多太多,但是,对于大部分时间紧凑的上班族和身体素质不太好的群体来说,花时间运动是一件很奢侈的事。那么,对于没时间运动或者不方便运动的人群来说,他们真就没办法享受到运动的好处了吗?
根据曾发表在自然子刊上的一项研究,运动时分泌到血液中的一种激素鸢尾素是改善认知的重要调节因子,同时也是治疗认知障碍(包括 AD)的潜在治疗剂。
首先,研究团队将目光聚焦到FUDC5上,这被认为是一种重要的运动调节因子,可诱导主要的代谢益处,激活海马神经保护基因。FNDC5被蛋白水解后,其N端部分被释放到循环中,分泌形式被命名为鸢尾素。
这里,研究团队发现Fndc5/鸢尾素基因缺失会损害运动、衰老和AD中的认知功能,部分原因是海马体中成年新生神经元的改变。
首先,他们构建了FNDC5/鸢尾素(F5KO)的全敲小鼠,发现F5KO小鼠在水迷宫运动训练后,找到目标平台的时间明显长于对照组野生型小鼠,在目标象限的停留时间明显少于对照组小鼠,表明F5KO小鼠空间学习和记忆能力都出现明显下降。水迷宫训练后,F5KO小鼠在目标象限的停留时间明显少于对照组小鼠。
但在老年小鼠模型中,F5KO小鼠同样出现了更明显的记忆和海马神经可塑性的降低,并通过进一步研究证实,鸢尾素发挥作用的区域为海马齿状回。
海马齿状回在模式分离中起着重要作用。模式分离,是指一种可以使神经元形成不同的神经元群组来存储记忆,避免记忆混淆的重要机制。模式分离在运动中得到增强,在衰老和AD早期减弱,小鼠和人类都是如此。
通过情景恐惧条件反射辨别学习实验(CFC-DL),研究人员发现F5KO小鼠的学习记忆能力显著减退,出现了模式分离的特定缺陷,并伴随着成年新生神经细胞的异常增多。
在对小鼠运动训练后,研究人员发现,F5KO小鼠海马区新生神经细胞虽然随运动明显增多,但是树突复杂度、总树突长度和树突棘密度远不如对照组小鼠。尤其是在海马背侧,新生神经元的树突棘密度呈明显的降低。海马背侧更多参与调节认知功能。这提示FNDC5/鸢尾素敲除显著抑制了新生神经元的发育成熟。
接下来,研究人员对小鼠海马区成年新生神经细胞进行转录组分析。主成分分析和层次聚类分析显示,无论运动干预与否,F5KO小鼠新生神经元的转录水平都出现高度异常。F5KO新生神经元与对照新生神经细胞的差异表达基因高达459个。
研究人员还对AD临床样本和AD小鼠模型进行验证,发现在成熟的转基因AD小鼠模型APP/PS1 (APPswe,PSEN1dE9)中,6月龄时海马FNDC5基因的表达明显低于WT。APP/PS1小鼠在6个月大时开始出现淀粉样蛋白斑块、神经胶质增生和认知缺陷。
RNA-seq数据分析表明,与对照组相比,AD患者海马旁回中FNDC5的表达显著降低,但其他大脑区域中FNDC5的表达不明显。
为了测试鸢尾素是否可以弥补F5KO小鼠模式分离的缺陷,他们将带有鸢尾素过表达的腺相关病毒(adeno-associated virus (AAV) 8-鸢尾素-FLAG)通过立体定位,直接注射到F5KO小鼠齿状回中。有趣的是,鸢尾素的使用明显改善了F5KO小鼠CFC-DL表现,部分弥补了模式分离的缺陷,增强了学习记忆功能。
为了评估外周递送鸢尾素的治疗潜力,他们给2种公认的AD转基因小鼠(APP/PS1小鼠、5×FAD小鼠)的尾静脉,注射了带有鸢尾素过表达的腺相关病毒8( AAV8-鸢尾素-FLAG),也得到了与之前相似的结果:外周递送的鸢尾素可穿过血脑屏障(BBB),改善AD小鼠的认知功能。
研究证实,可溶性鸢尾素可通过外周递送,穿过血脑屏障,直接影响大脑,发挥对AD认知功能的保护作用。研究人员认为,鸢尾素在神经退行性变中的有益作用可以推广到FAD之外。此外,数据显示鸢尾素在改善和治疗认知功能和AD小鼠模型中是有效的,甚至在发展了实质性病理之后,这一事实是有希望的。
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