一項由昆士蘭大學研究團隊主導的針對小鼠的研究，提供了關(guān)于運動如何幫助預防或減緩衰老過程中認知能力下降的新見解。

在這項研究中，研究人員評估了小鼠大腦中個體細胞的基因表達情況。結(jié)果顯示，運動對中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的免疫細胞——小膠質(zhì)細胞的基因表達有顯著影響。具體而言，研究團隊在活體小鼠中的研究發(fā)現(xiàn)，運動可以將老年小膠質(zhì)細胞的基因表達模式恢復到年輕小膠質(zhì)細胞的水平。

“我們對運動在多大程度上能夠恢復和改變大腦中免疫細胞的組成感到既驚訝又興奮，特別是它能夠逆轉(zhuǎn)衰老帶來的負面影響，”昆士蘭大學的Jana Vukovic博士說道?！斑@強調(diào)了普及和方便定制運動計劃的重要性。我們的研究發(fā)現(xiàn)應有助于各行業(yè)設(shè)計出針對老年人群的干預措施，以幫助他們保持或提高身體和精神能力?！?/p>

Vukovic是該團隊在《Aging Cell》期刊上發(fā)表的論文的共同通訊作者。論文標題為“運動使小膠質(zhì)細胞恢復活力并逆轉(zhuǎn)老年雌性小鼠大腦中的T細胞積累”。研究團隊在報告中指出，“我們提供了單細胞RNA測序數(shù)據(jù)的無偏分析，展示了運動和衰老對小鼠海馬體中特定細胞類型的影響……總體而言，我們的數(shù)據(jù)強調(diào)了運動對恢復老年小膠質(zhì)細胞活力的深遠影響，以及與此相關(guān)的促神經(jīng)生成效應和外周免疫細胞在老年雌性小鼠大腦中的存在?！?/p>

作者寫道，衰老會隨著時間的推移對多個身體系統(tǒng)產(chǎn)生漸進的生理變化。在人類中，衰老與總體身體健康狀況和認知能力的下降有關(guān)。此外，他們指出，“對老年個體的觀察研究一致表明，運動可以緩解多種生理系統(tǒng)（包括大腦）的年齡相關(guān)缺陷?！痹搱F隊及其他研究者對嚙齒動物的研究表明，自愿運動可以減輕與年齡相關(guān)的認知障礙，并且神經(jīng)生成被提議為運動緩解年齡相關(guān)認知障礙的潛在機制。然而，作者指出，“運動對衰老大腦的有益影響的機制仍然不明。”

在他們報道的小鼠研究中，Vukovic及其同事，包括牛津大學的研究人員，進行了單細胞RNA測序（scRNA-seq）和無偏基因表達分析，以表征衰老和自愿跑輪運動對年輕、老年、久坐不動和運動小鼠的海馬體中各種細胞類型的影響。結(jié)果顯示，與大腦中其他評估的細胞類型（如星形膠質(zhì)細胞、內(nèi)皮細胞、少突膠質(zhì)細胞）相比，運動對衰老標志的影響在小膠質(zhì)細胞中最為顯著。團隊表示，“總體而言，運動緩解了年齡相關(guān)的基因表達變化，使老年運動小鼠的小膠質(zhì)細胞的轉(zhuǎn)錄特征類似于年輕小鼠?！?/p>

通過耗盡小膠質(zhì)細胞的處理方法，研究人員發(fā)現(xiàn)這些細胞對于運動刺激海馬體中新神經(jīng)元的形成是必要的，海馬體是與記憶、學習和情感相關(guān)的區(qū)域。他們的結(jié)果指出，“……強調(diào)了恢復活力的小膠質(zhì)細胞在運動引起的老年小鼠海馬體神經(jīng)生成中的必要性。”

科學家們還發(fā)現(xiàn)，允許小鼠使用跑輪可以預防和/或減少衰老過程中海馬體中T細胞的存在。這些免疫細胞在年輕時通常不存在于大腦中，但隨著年齡增長而增加?！啊覀儼l(fā)現(xiàn)自然衰老與大腦中T細胞顯著積累有關(guān)，”團隊表示?！傲钊梭@訝的是，我們進一步發(fā)現(xiàn)這種腦老化特征是可逆的，運動具有強大的恢復作用，顯著減少了海馬體中的T細胞數(shù)量?！彼麄兘ㄗh，“……研究一下運動引起的T細胞減少在多大程度上影響小膠質(zhì)細胞的恢復活力，或者T細胞是否對老年海馬體小膠質(zhì)細胞的轉(zhuǎn)錄特征有貢獻，這將是有趣的?！?/p>

總結(jié)他們的發(fā)現(xiàn)，團隊得出結(jié)論，“總體而言，這里呈現(xiàn)的小膠質(zhì)細胞和其他細胞類型在衰老和/或響應運動方面的轉(zhuǎn)錄特征提供了豐富的資源，供進一步功能性研究，應該有助于（重新）定義細胞狀態(tài)如何影響認知下降和/或其逆轉(zhuǎn)?！?/p>

參考文獻：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/acel.14172

編輯：王洪

排版：李麗