运动真能防痴呆！揭示运动缓解阿尔兹海默氏病的机制

　　来源：奇点网微信公众号

　　运动对于生命的意义，送上再多的赞美也不过分。

　　在2015年，英国的一个研究团队证明，有氧运动能明显改善老年人的痴呆症状（阿尔兹海默病占了很大一部分），包括记忆力，认知，注意力等[1]。不过，运动究竟是如何改善认知的，科学家并不确定。

　　近日，哈佛大学的Rudolph E。 Tanzi博士带领的团队终于从分子和细胞上揭开了一条谜底。他们发现，运动与刺激神经元再生相结合，能缓解小鼠阿尔兹海默病的症状（如β淀粉样蛋白沉积），并改善其认知功能。这项重要的研究成果发表在近期的《科学》杂志上[2]。


Rudolph E。 Tanzi博士

　　作为奇点网的老读者，想必你也听说了，最近几个被寄予厚望的治疗阿尔兹海默病的药物（目的是清除β淀粉样蛋白沉积）在临床试验中失败了，为这个疾病的治疗蒙上一层阴影。同时，这也说明我们对阿尔兹海默病的认识还不够深刻。

　　我们知道在人体大脑中，有一个叫海马体的区域主管着记忆，而阿尔兹海默病患者的主要症状之一就是记忆力衰退，对海马体的研究也是当今研究阿尔兹海默病的热点。


海马体的位置

　　在海马体中存在着成体神经元再生，而成体神经元再生在人类的学习和记忆中发挥着重要作用。科学家先前就发现，在人类阿尔兹海默病的典型症状出现之前，成体神经元再生就已经出现障碍了[3]。

　　如果刺激成体神经元再生，对阿尔兹海默病究竟会有怎么样的影响呢？科学家们在患有阿尔兹海默病的小鼠身上进行了试验，通过转基因的方法（同时也辅以药物注射）诱导小鼠脑中的成体神经元再生，虽然观察到了神经元的增加，但是对于阿尔兹海默病的症状却并没有减轻，这条路似乎走不通。

　　前文不是提到了运动可以改善阿尔兹海默病吗？将两者结合起来如何呢？

　　科学家做了个对照实验，分别让诱导成体神经元再生的小鼠和没诱导的小鼠进行跑步锻炼，发现小鼠光进行锻炼好像也没啥用。不过当与诱导成体神经元再生结合在一起时，奇迹发生了，小鼠脑中的β淀粉样蛋白沉积减少了，更重要的是小鼠的认知能力也提升了！不得不说这是一个惊喜，但科学家们没有停止脚步，继续乘胜追击。


运动加刺激神经再生，使小鼠在迷宫实验中犯错更少

　　那运动到底是如何改善认知的呢？

　　之前就有很多研究发现运动能增加大脑中很多细胞因子的表达，促进神经元生长和发育，增加突触的可塑性，减少神经炎症等等[4]。

　　对之前进行了运动锻炼的小鼠体检，发现认知功能提升的小鼠中这些细胞因子水平果然有增加，而只诱导成体神经元再生而不锻炼的小鼠就没有了，看来就是这些细胞因子起的作用。那直接增加这些细胞因子的表达会不会有相同的效果呢？

　　科学家们用转基因的手段直接提升其中一个神经营养因子（BDNF）的表达，发现能改善患病小鼠的记忆力和认知，当然，前提是要同时诱导成体神经元再生，使神经细胞的发生增加。


过表达BDHF同样使小鼠认知能力提升

　　而通过转基因的方式肯定不能满足人类的需求，毕竟我们治病更多的是吃药。科学家们用一种药物刺激这个神经营养因子的表达，同时诱导成体神经元再生，发现小鼠的认知能力也有明显的改善。而光吃药虽然能增加神经营养因子的水平，却无法治疗阿尔兹海默病，毕竟成体神经元再生对大脑的学习和记忆也是很重要的。

　　这样，科学家首次在小鼠发现，诱导成体神经元再生与运动结合能有效治疗阿尔兹海默病。运动的意义是增加大脑中多种细胞因子的表达，给大脑一个良好的环境。

　　同时，他们发现药物也能增加神经营养因子的表达，达到与运动类似的效果，这可能在以后会成为治疗阿尔兹海默病的一种方法。

　　此外，这项研究也可能将科学家从β淀粉样蛋白的桎梏中解放出来，探索其他攻破阿尔兹海默病的路径。



　　研究者们表示，更多的研究需要在阿尔兹海默病患者中进行，重点是患者是否有足够的成体神经元再生，使得他们在身体运动锻炼中受益。

　　考虑到临床试验中的发现，运动能推迟阿尔兹海默病的发生[5]，还能改善患者的症状，奇点糕对未来的研究有信心。

　　但是，对于成年人中成体神经元再生的问题，学界一直充满争议。甚至顶级期刊之间也互相掐架。

　　今年三月份发表在Nature的一篇论文在人脑标本中发现，成人大脑海马体中的神经祖细胞早已消耗殆尽，不会再产生新的神经元[6]。而随后发表在Cell Stem Cell 上的研究论文又表示，在老年人的海马体中仍然有神经祖细胞存在，老年人的大脑中也有新的神经元再生[7]。



　　目前这个问题现在还没有定论，最终的结果还须看进一步的研究。

　　不过，现在这个小鼠身上的实验，与之前运动改善阿尔兹海默病的临床研究相结合，间接支持了成年人中神经元能再生的观点。

　　科学问题说完，又消耗了不少所剩不多的脑细胞。

　　奇点糕觉得该好好运动了，让自己可怜的脑细胞们生活在更好的环境中，还可以预防阿尔兹海默病，何乐而不为呢？又到周末，奇点糕准备明天轻装上阵，出去跑上几圈，大家要一起吗？

　　参考文献

　　[1] Young J， Angevaren M， Rusted J， Tabet N。 Aerobic exercise to improve cognitive function in older people without known cognitive impairment。 Cochrane Database Syst Rev 2015；4：Cd005381。

　　[2]ChoiS H， Bylykbashi E， Chatila Z K， et al。 Combined adult neurogenesis and BDNFmimic exercise effects on cognition in an Alzheimer’s mouse model[J]。 Science，2018， 361（6406）： eaan8821。

　　[3] Y。 Mu， F。 H。 Gage， Adult hippocampal neurogenesis and its role in Alzheimer’s disease。 Mol。 Neurodegener。 6， 85?93 （2011）。

　　[4]S。 S。 Vaynman， Z。 Ying， D。 Yin， F。 Gomez-Pinilla， Exercise differentially regulates synaptic proteins associated to the function of BDNF。Brain Res。1070， 124?130 （2006）

　　[5] Young J， Angevaren M， Rusted J， Tabet N。 Aerobic exercise to improve cognitive function in older people without known cognitive impairment。 Cochrane Database Syst Rev 2015；4：Cd005381。

　　[6] Sorrells， S。 F。， Paredes， M。 F。， Cebriansilla， A。， Sandoval， K。， Qi， D。， Kelley， K。 W。， Alvarezbuylla， A。 （2018）。 Human hippocampal neurogenesis drops sharply in children to undetectable levels in adults。 Nature， 555（7696）， 377-381。

　　[7]Boldrini， M。， Fulmore， C。， Tartt， A。， Simeon， L。 R。， Pavlova， I。 P。， Poposka， V。， 。。。 & Mann， J。 J。 （2018）。 Human Hippocampal Neurogenesis Persists throughout Aging。 Cell Stem Cell， 22（4）。

　　本文作者 | 低温艺术家 & BioTalker