人們早已熟知運動對心血管和代謝健康的益處，但運動的好處還遠(yuǎn)不止于此。越來越多的研究顯示，規(guī)律的運動還能重塑衰老的大腦。在與記憶密切相關(guān)的海馬體中，運動可增強(qiáng)神經(jīng)可塑性，減輕神經(jīng)炎癥，并提升認(rèn)知表現(xiàn)。在阿爾茨海默病動物模型中，運動同樣能夠改善學(xué)習(xí)與記憶能力。

然而，受身體條件或疾病限制，堅持規(guī)律運動對于部分人群并非易事。因此，科學(xué)家開始探索：能否在不依賴實際運動的情況下，獲得運動對大腦的益處？

圖片來源：123RF

本周，一項發(fā)表于《細(xì)胞》期刊的研究就揭示了運動與大腦認(rèn)知功能之間的全新橋梁。研究發(fā)現(xiàn)，一種在運動時由肝臟產(chǎn)生的蛋白質(zhì)能夠加固大腦的血腦屏障，從而改善記憶并延緩與年齡相關(guān)的認(rèn)知衰退。這項發(fā)現(xiàn)為為干預(yù)、治療與大腦衰老相關(guān)的疾病指明了新方向。

血腦屏障由緊密排列的血管內(nèi)皮細(xì)胞構(gòu)成，如同一位高度警覺的守門人，阻止血液中的有害物質(zhì)、病原體等輕易進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)。然而隨著機(jī)體衰老，這道屏障會變得脆弱、容易泄漏。這讓一些本不該進(jìn)入大腦的有害物質(zhì)得以闖入，誘發(fā)神經(jīng)炎癥，進(jìn)而損害認(rèn)知功能。

數(shù)年前，一支來自加州大學(xué)舊金山分校的研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，小鼠在運動時，它們的肝臟會大量產(chǎn)生一種名為GPLD1的酶。這種酶的全稱為糖基磷脂酰肌醇特異性磷脂酶D1，能夠水解與裂解膜相關(guān)的糖基磷脂酰肌醇（GPI）錨定蛋白。當(dāng)時的研究發(fā)現(xiàn)，將GPLD1酶注入年老小鼠體內(nèi)，竟然能逆轉(zhuǎn)大腦衰老的跡象，改善認(rèn)知能力。

一個令人困惑的問題也隨之而來：這種分子量較大的酶根本無法穿過血腦屏障進(jìn)入大腦。如果無法直接作用于腦組織，那么它神奇的“健腦”效果又是如何實現(xiàn)的呢？

如今，這支研究團(tuán)隊在最新的《細(xì)胞》研究中揭開了謎底。為了明確GPLD1發(fā)揮認(rèn)知改善作用的下游靶點，研究團(tuán)隊通過對不同組織的篩選，在腦血管表面鑒定出GPLD1切割的關(guān)鍵底物——組織非特異性堿性磷酸酶（TNAP）。

研究顯示，在正常衰老過程中，血腦屏障上的TNAP逐漸增多，正是這種積累使得屏障變得千瘡百孔。當(dāng)肝臟響應(yīng)運動信號而產(chǎn)生更多GPLD1后，這種酶便會隨血液抵達(dá)大腦周邊的血管，將多余的TNAP從血管內(nèi)皮細(xì)胞表面“修剪”掉，從而修復(fù)屏障的完整性。

▲研究示意圖（圖片來源：參考資料[1]）

為了驗證這一機(jī)制，研究人員進(jìn)行了一系列精巧的實驗。他們利用基因工程技術(shù)，讓年輕小鼠的血腦屏障上過量表達(dá)TNAP，結(jié)果這些年輕小鼠的認(rèn)知能力出現(xiàn)了類似衰老動物的下降。反之，當(dāng)研究人員在老年小鼠體內(nèi)降低TNAP水平時，這些小鼠的血腦屏障變得更加完整，腦內(nèi)的炎癥水平隨之降低，在記憶測試中的表現(xiàn)也顯著提升。

接下來，研究團(tuán)隊還觀察了GPLD1在阿爾茨海默病小鼠模型中的作用。他們發(fā)現(xiàn)，在AD小鼠中，運動同樣能誘導(dǎo)肝臟產(chǎn)生更多的GPLD1。無論是在人類阿爾茨海默病患者還是老年健康人群的大腦樣本中，TNAP水平都高于年輕健康人。通過增加GPLD1或抑制TNAP的活性，都能有效減輕AD小鼠模型大腦中的β-淀粉樣蛋白病理改變，改善其認(rèn)知缺陷。

這項研究清晰地勾勒出一條從運動到肝臟，最終經(jīng)由血腦屏障影響大腦功能的軸線：運動促使肝臟分泌GPLD1，GPLD1在腦血管內(nèi)皮細(xì)胞表面切割并清除有害的TNAP，從而修復(fù)血腦屏障，減輕神經(jīng)炎癥，最終達(dá)到改善認(rèn)知、延緩大腦衰老的效果。這一發(fā)現(xiàn)不僅解答了基礎(chǔ)生物學(xué)的謎題，更開辟了新的治療思路。未來，通過尋找像GPLD1一樣“修剪”或抑制TNAP的藥物，將有望為干預(yù)、治療與年齡相關(guān)的認(rèn)知衰退疾病提供全新的路徑。

參考資料：

[1] Bieri et al., Liver exerkine reverses aging- and Alzheimer’s-related memory loss via vasculature. Cell (2026). DOI: 10.1016/j.cell.2026.01.024

[2] Scientists find a mechanism for how exercise protects the brain. Retrieved on Feb 19th, from https://www.eurekalert.org/news-releases/1117055

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