運動真能防痴呆！揭示運動緩解阿爾茲海默氏病的機制

　　來源：奇點網微信公眾號

　　運動對於生命的意義，送上再多的讚美也不過分。

　　在2015年，英國的一個研究團隊證明，有氧運動能明顯改善老年人的痴呆癥狀（阿爾茲海默病佔了很大一部分），包括記憶力，認知，注意力等[1]。不過，運動究竟是如何改善認知的，科學家並不確定。

　　近日，哈佛大學的Rudolph E。 Tanzi博士帶領的團隊終於從分子和細胞上揭開了一條謎底。他們發現，運動與刺激神經元再生相結合，能緩解小鼠阿爾茲海默病的癥狀（如β澱粉樣蛋白沉積），並改善其認知功能。這項重要的研究成果發表在近期的《科學》雜誌上[2]。

Rudolph E。 Tanzi博士

　　作為奇點網的老讀者，想必你也聽說了，最近幾個被寄予厚望的治療阿爾茲海默病的藥物（目的是清除β澱粉樣蛋白沉積）在臨床試驗中失敗了，為這個疾病的治療蒙上一層陰影。同時，這也說明我們對阿爾茲海默病的認識還不夠深刻。

　　我們知道在人體大腦中，有一個叫海馬體的區域主管著記憶，而阿爾茲海默病患者的主要癥狀之一就是記憶力衰退，對海馬體的研究也是當今研究阿爾茲海默病的熱點。

海馬體的位置

　　在海馬體中存在著成體神經元再生，而成體神經元再生在人類的學習和記憶中發揮著重要作用。科學家先前就發現，在人類阿爾茲海默病的典型癥狀出現之前，成體神經元再生就已經出現障礙了[3]。

　　如果刺激成體神經元再生，對阿爾茲海默病究竟會有怎麼樣的影響呢？科學家們在患有阿爾茲海默病的小鼠身上進行了試驗，通過轉基因的方法（同時也輔以藥物注射）誘導小鼠腦中的成體神經元再生，雖然觀察到了神經元的增加，但是對於阿爾茲海默病的癥狀卻並沒有減輕，這條路似乎走不通。

　　前文不是提到了運動可以改善阿爾茲海默病嗎？將兩者結合起來如何呢？

　　科學家做了個對照實驗，分別讓誘導成體神經元再生的小鼠和沒誘導的小鼠進行跑步鍛煉，發現小鼠光進行鍛煉好像也沒啥用。不過當與誘導成體神經元再生結合在一起時，奇蹟發生了，小鼠腦中的β澱粉樣蛋白沉積減少了，更重要的是小鼠的認知能力也提升了！不得不說這是一個驚喜，但科學家們沒有停止腳步，繼續乘勝追擊。

運動加刺激神經再生，使小鼠在迷宮實驗中犯錯更少

　　那運動到底是如何改善認知的呢？ 

　　之前就有很多研究發現運動能增加大腦中很多細胞因子的表達，促進神經元生長和發育，增加突觸的可塑性，減少神經炎症等等[4]。

　　對之前進行了運動鍛煉的小鼠體檢，發現認知功能提升的小鼠中這些細胞因子水平果然有增加，而只誘導成體神經元再生而不鍛煉的小鼠就沒有了，看來就是這些細胞因子起的作用。那直接增加這些細胞因子的表達會不會有相同的效果呢？

　　科學家們用轉基因的手段直接提升其中一個神經營養因子（BDNF）的表達，發現能改善患病小鼠的記憶力和認知，當然，前提是要同時誘導成體神經元再生，使神經細胞的發生增加。

過表達BDHF同樣使小鼠認知能力提升

　　而通過轉基因的方式肯定不能滿足人類的需求，畢竟我們治病更多的是吃藥。科學家們用一種藥物刺激這個神經營養因子的表達，同時誘導成體神經元再生，發現小鼠的認知能力也有明顯的改善。而光吃藥雖然能增加神經營養因子的水平，卻無法治療阿爾茲海默病，畢竟成體神經元再生對大腦的學習和記憶也是很重要的。

　　這樣，科學家首次在小鼠發現，誘導成體神經元再生與運動結合能有效治療阿爾茲海默病。運動的意義是增加大腦中多種細胞因子的表達，給大腦一個良好的環境。

　　同時，他們發現藥物也能增加神經營養因子的表達，達到與運動類似的效果，這可能在以後會成為治療阿爾茲海默病的一種方法。

　　此外，這項研究也可能將科學家從β澱粉樣蛋白的桎梏中解放出來，探索其他攻破阿爾茲海默病的路徑。

　　研究者們表示，更多的研究需要在阿爾茲海默病患者中進行，重點是患者是否有足夠的成體神經元再生，使得他們在身體運動鍛煉中受益。

　　考慮到臨床試驗中的發現，運動能推遲阿爾茲海默病的發生[5]，還能改善患者的癥狀，奇點糕對未來的研究有信心。

　　但是，對於成年人中成體神經元再生的問題，學界一直充滿爭議。甚至頂級期刊之間也互相掐架。

　　今年三月份發表在Nature的一篇論文在人腦標本中發現，成人大腦海馬體中的神經祖細胞早已消耗殆盡，不會再產生新的神經元[6]。而隨後發表在Cell Stem Cell 上的研究論文又表示，在老年人的海馬體中仍然有神經祖細胞存在，老年人的大腦中也有新的神經元再生[7]。

　　目前這個問題現在還沒有定論，最終的結果還須看進一步的研究。

　　不過，現在這個小鼠身上的實驗，與之前運動改善阿爾茲海默病的臨床研究相結合，間接支持了成年人中神經元能再生的觀點。

　　科學問題說完，又消耗了不少所剩不多的腦細胞。

　　奇點糕覺得該好好運動了，讓自己可憐的腦細胞們生活在更好的環境中，還可以預防阿爾茲海默病，何樂而不為呢？又到周末，奇點糕準備明天輕裝上陣，出去跑上幾圈，大家要一起嗎？

　　參考文獻

　　[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  | 低溫藝術家 & BioTalker

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