运动不仅有助于大脑，还可以在细胞水平上改变大脑。科学家们发现运动激活的关键脑细胞和基因可能有助于对抗阿尔茨海默氏症，甚至在人脑中验证了这种影响。信用： Shutterstock

使用先进的单核 RNA 测序 （snRNA-seq） 和广泛使用的阿尔茨海默病临床前模型，麻省总医院布莱根的研究人员和纽约州立大学上州医科大学的合作者已经确定了对运动反应最明显的特定脑细胞类型。这些发现在人体样本中得到了验证，阐明了运动与大脑健康之间的联系，并指出了未来的药物靶点。结果发表在《自然神经科学》上。

“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或它在分子水平上是如何工作的，”资深作者 Christiane D. Wrann 博士说，他是麻省总医院布莱根心脏和血管研究所和马萨诸塞州总医院麦坎斯脑健康中心的神经科学家和运动神经保护项目负责人。“现在，我们有一张详细的地图，了解运动如何影响阿尔茨海默病大脑记忆中心的每种主要细胞类型。”

该研究的重点是海马体的一部分——这是记忆和学习的关键区域，在阿尔茨海默病的早期就受到了损害。研究团队利用单核 RNA 测序，这是一种相对较新的技术，使研究人员能够观察单细胞分子水平的活性，从而深入了解阿尔茨海默病等疾病。

研究人员使用行走的轮子锻炼了一种常见的阿尔茨海默病小鼠模型，与久坐不动的同类相比，这提高了他们的记忆力。然后，他们分析了数千个脑细胞的基因活动，发现运动改变了小胶质细胞（一种与疾病相关的脑细胞群）和团队新发现的特定类型的神经血管相关星形胶质细胞 （NVA） 中的活动，这些细胞与大脑中的血管相关。此外，科学家将代谢基因 Atpif1 确定为在大脑中创建新神经元的重要调节因子。“我们能够使用我们的新目标基因集来调节新生神经元，这强调了我们研究的前景，”在 Wrann 博士实验室工作的博士后研究员、主要作者 Joana Da Rocha 博士说。

为了确保这些发现与人类相关，该团队在人类阿尔茨海默氏症脑组织的大型数据集中验证了他们的发现，发现了惊人的相似之处。

“这项工作不仅阐明了运动如何有益于大脑，还揭示了未来阿尔茨海默病治疗的潜在细胞特异性靶点，”纽约州立大学上州医科大学生物统计学家、该研究的联合大四学生内森·塔克 （Nathan Tucker） 说。“我们的研究为研究阿尔茨海默病预防和治疗的科学界提供了宝贵的资源。”

披露：Wrann 是 Aevum Therapeutics 的学术联合创始人和顾问。Wrann 在 Aevum Therapeutics 中拥有经济利益，该公司开发利用运动的保护分子机制来治疗神经退行性和神经肌肉疾病的药物。Wrann 的利益由马萨诸塞州总医院和麻省总医院根据其利益冲突政策进行审查和管理。

资金： 本研究部分由美国国立卫生研究院 （NS117694、AG062904、AG064580、AG072054、HL140187、AG066171、AG057777、AG072464、NS118146、NS127211）、治愈阿尔茨海默氏症基金、阿尔茨海默氏症协会研究补助金、McCance 脑健康中心的 SPARC 奖、Hassenfeld 临床学者奖、Claflin 杰出学者奖、BIDMC 2023 转化研究中心火花资助奖、马萨诸塞州总医院医学发现基金 （2024A022508）、ADDF-Harrington