该研究核心发现:
(1)肝脏分泌的运动因子 GPLD1 可作用于衰老大脑血管中的糖基磷脂酰肌醇(GPI)锚定蛋白;
(2)大脑内皮细胞上的 GPI 锚定蛋白 TNAP 会破坏血脑屏障完整性,导致认知功能受损;
(3)抑制 GPLD1 或 TNAP,可修复衰老状态下的血脑屏障功能,恢复认知能力;
(4)抑制 GPLD1 或 TNAP 同样可改善阿尔茨海默病相关病理改变。
运动带来的益处,究竟是如何传递给大脑的?
我们都知道,运动不仅强健体魄,还能健脑益智、提升思维敏捷度,甚至有助于预防老年痴呆。可大脑被坚硬的颅骨与严密的血脑屏障层层保护,外界物质难以轻易进入。那么,运动引发的身体变化,究竟如何远程作用于大脑、改善记忆呢?
科学家早已推测,运动后会有一类 “信使分子” 被释放到血液中,将健身益处从身体传导至大脑,这类分子被称为运动因子(exerkine)。但长期以来,具体是哪些因子、通过何种机制发挥作用,仍不明确。
关键发现:肝脏是核心 “信使工厂
这项最新研究将突破口锁定在肝脏分泌的一种酶 ——GPLD1(糖基磷脂酰肌醇特异性磷脂酶 D1)。
研究团队发现,无论是让老年小鼠自主运动,还是直接提升其肝脏 GPLD1 水平,都能显著逆转与年龄相关的记忆衰退。更令人振奋的是,在阿尔茨海默病转基因小鼠模型中,提高 GPLD1 水平同样可以减少脑内淀粉样蛋白斑块(AD 核心病理标志物),并改善认知障碍。
这表明,GPLD1 极有可能是肝脏响应运动而分泌的关键保护性运动因子,能够直接模拟运动对大脑的保护效应。
作用机制:瞄准大脑的 “守门员”
GPLD1 究竟如何发挥作用?研究团队揭示了一条精密的肝 — 脑信号轴:
1、精准靶向
GPLD1 如同一把 “分子剪刀”,负责切割细胞膜上的锚定蛋白。研究发现,在衰老大脑的血管壁上,**TNAP(组织非特异性碱性磷酸酶)** 会异常升高。
2、病理损伤
过高的 TNAP 会破坏血脑屏障功能,导致有害物质易入、营养物质难进,被认为是认知衰退的重要诱因。
3、修复通路
运动后肝脏释放的 GPLD1 随血液抵达大脑血管,精准切割多余的 TNAP,修复血脑屏障,重建大脑健康微环境,进而改善记忆。
为证实 TNAP 是关键 “致病靶点”,团队还进行了反向验证:在年轻小鼠脑中人为升高 TNAP,即便年龄尚小,也会出现类似衰老的血脑屏障损伤与记忆障碍;而在老年小鼠中直接药物抑制 TNAP 活性,可达到与升高 GPLD1 相似的效果 —— 显著改善记忆力。
重大意义:开辟 “模拟运动药物” 全新路径
这一研究成果具有里程碑式意义:
1、阐明新机制
首次完整揭示一条肝脏→脑血管的信号通路:肝源 GPLD1→切割脑血管 TNAP→修复血脑屏障→改善认知,清晰解释了运动健脑的核心原理。
2、提供新靶点
GPLD1 及其作用靶点 TNAP,均成为对抗脑衰老与阿尔茨海默病相关认知下降的潜在药物靶点。其中 TNAP 抑制剂在本研究中已展现出明确的记忆改善效果。
3、带来新希望
对于因身体条件限制无法充分运动的老年人或患者,未来有望通过药物(如模拟 GPLD1 功能的药物或 TNAP 抑制剂),在不运动的前提下,实现运动对大脑的保护效果。
这项研究为解读身体与大脑的对话机制打开了全新视角:守护大脑健康,不仅可以靠运动锻炼,还可以通过保护肝脏与血管健康来实现。