科學家揭示運動如何保護大腦免受阿茲海默症的影響

隨著年齡的增長，血腦障壁變得更加脆弱。緊密的血管網絡通常可以保護大腦免受血液中循環的有害物質的影響。然而，隨著時間的推移，它可能會洩漏，使有害化合物進入腦組織。結果是與阿茲海默症等疾病中常見的認知能力下降相關的發炎。

幾年前，研究團隊發現，運動小鼠的肝臟中產生了更高水平的 GPLD1 酶。 GPLD1似乎可以使大腦恢復活力，但其中卻有一個謎團。這種酵素本身無法進入大腦，這使得科學家不確定如何提供其認知益處。

新的研究提供了答案。

GPLD1 如何減少大腦炎症

科學家發現 GPLD1 會影響另一種稱為 TNAP 的蛋白質。隨著小鼠年齡的增長，TNAP 會在構成血腦屏障的細胞中累積。這種堆積會削弱屏障並增加洩漏。當小鼠運動時，它們的肝臟會將 GPLD1 蛋白釋放到血液中。這種酵素會到達大腦周圍的血管，從這些細胞表面去除 TNAP，幫助恢復屏障的完整性。

「這項發現表明，身體對於理解大腦如何隨著年齡的增長而衰退有多麼重要，」舊金山加州大學 PACAR 老化研究所副所長 Sol Villeda 博士說。

Phyllida 是該雜誌上發表論文的主要作者 細胞 2月18日。

確定 TNAP 在認知能力下降中的作用

為了確定 GPLD1 可能受到的影響，研究小組重點研究了該酶的最佳作用。 GPLD1 從細胞表面切割某些蛋白質。研究人員尋找含有可作為標靶的蛋白質的組織，並懷疑其中一些蛋白質可能會隨著年齡的增長而累積。

血腦屏障中的細胞脫穎而出，因為它們攜帶 GPLD1 的多個潛在標靶。當科學家在實驗室測試這些蛋白質時，只有一種蛋白質被 GPLD1 切割：TNAP。

進一步的實驗證實了 TNAP 的重要性。經過基因改造，在血腦屏障中產生過量 TNAP 的年輕小鼠表現出與老年動物相似的記憶和認知問題。

當研究人員降低 2 歲小鼠的 TNAP 水平（相當於人類的 70 倍）時，血腦屏障的滲透性降低，發炎減少，動物在記憶測試中表現更好。

Vileda 實驗室的博士後研究員、該研究的共同第一作者 Gregor Berry 博士說：“我們能夠在老鼠生命的晚期利用這種機制，而且它仍然有效。”

對阿茲海默症和大腦老化的影響

研究結果表明，開發能夠下調 TNAP 等蛋白質的藥物可以為恢復血腦屏障提供新策略，即使血腦屏障因老化而減弱。

「我們正在發現阿茲海默症研究在很大程度上忽視的生物學，」維萊達說。 “它可能會超越幾乎只關注大腦的傳統策略，開闢新的治療可能性。”

作者：加州大學舊金山分校的其他作者包括 Karishma Pratt 博士； Yasuhiro Fusiya，醫學博士、哲學博士；圖蘭·阿加耶夫，醫學博士；朱莉安娜·蘇恰洛夫；阿拉娜·霍洛維茨博士；安布爾·菲爾普博士； Carla Fonseca-Valencia，楊薩萊托博士；範琳薩博士；範琳薩博士；

資助：該研究得到了美國國立衛生研究院的部分支持（AG081038、AG086042、AG082414、AG077770、AG067740、P30 DK063720）；西蒙斯基金會；巴卡家庭基金會；阿茲海默症治療基金。希爾布洛姆基金會；格倫基金會； JSPS；日本生物化學博士後獎學金；多發性硬化症基金會。醫學研究前沿。美國老化研究聯合會；國家科學基金會；貝克老化研究所；馬克和林恩貝尼奧夫。