科学家们已经识别出对运动反应最强烈的特定脑细胞,这一进展可能促成一种药丸,增强阿尔茨海默病患者从运动中获得的好处。
这项研究发表在《自然神经科学》期刊上,进一步揭示了运动与大脑之间的联系,并指出了未来药物开发的潜在靶点。
“虽然我们早就知道运动有助于保护大脑,但我们并不完全了解哪些细胞负责这一过程,或者它在分子水平上是如何运作的,”该研究的共同作者、来自美国Mass General Brigham(麻省总医院布里格姆分院)的Christiane D. Wrann表示。“现在,我们有了一个详细的地图,展示运动如何影响阿尔茨海默病患者大脑记忆中心的主要细胞类型。”Wrann博士补充道。
在这项研究中,科学家们集中研究了大脑的海马体——这是记忆和学习的关键区域,在阿尔茨海默病早期就会受到损害。
利用尖端技术深入观察单个细胞核内的分子,研究人员分析了单个细胞中的基因活动,以深入了解像阿尔茨海默病这样的疾病。他们使用了一种常见的阿尔茨海默病小鼠模型,这些小鼠通过跑轮运动获得了比久坐小鼠更好的记忆力。
随后,研究人员分析了这些小鼠大脑中的单个细胞。结果发现,跑步的小鼠改变了与阿尔茨海默病相关的微胶质细胞的活性,这些细胞广泛分布于大脑和脊髓中。
科学家们还发现,一种特定的细胞类型——少突胶质前体细胞(Oligodendrocyte progenitor cells,简称OPCs)——的活性也因运动而改变,这种细胞与大脑中的血管有关。
进一步研究发现,一个名为Atpif1的基因在大脑中新神经细胞的生成中起到了重要调节作用。
“我们能够通过新的靶基因调节新生神经元,这充分展示了本研究的潜力,”该研究的首席作者Joana Da Rocha表示。
研究人员随后在一个大型的人类阿尔茨海默病脑组织数据集中验证了他们的发现,发现了显著的相似性。
“这项工作不仅揭示了运动如何使大脑受益,还揭示了未来阿尔茨海默病治疗的潜在细胞特异性靶点,”该研究的另一位作者Nathan Tucker表示。
“总的来说,这些数据为理解运动在阿尔茨海默病中对神经保护的分子机制提供了全面的资源,”科学家们写道。
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