《細胞》：運動延緩大腦衰老，原因找到了！這種成分堵上了大腦“漏洞”

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

然而，受身體條件或疾病限制，堅持規律運動對于部分人群并非易事。因此，科學家開始探索：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，一項發表于《細胞》期刊的研究就揭示了運動與大腦認知功能之間的全新橋梁。研究發現，一種在運動時由肝臟產生的蛋白質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的認知衰退。這項發現為為干預、治療與大腦衰老相關的疾病指明了新方向。

血腦屏障由緊密排列的血管內皮細胞構成，如同一位高度警覺的守門人，阻止血液中的有害物質、病原體等輕易進入中樞神經系統。然而隨著機體衰老，這道屏障會變得脆弱、容易泄漏。這讓一些本不該進入大腦的有害物質得以闖入，誘發神經炎癥，進而損害認知功能。

數年前，一支來自加州大學舊金山分校的研究團隊發現，小鼠在運動時，它們的肝臟會大量產生一種名為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的糖基磷脂酰肌醇（GPI）錨定蛋白。當時的研究發現，將GPLD1酶注入年老小鼠體內，竟然能逆轉大腦衰老的跡象，改善認知能力。

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”效果又是如何實現的呢？

如今，這支研究團隊在最新的《細胞》研究中揭開了謎底。為了明確GPLD1發揮認知改善作用的下游靶點，研究團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。當肝臟響應運動信號而產生更多GPLD1后，這種酶便會隨血液抵達大腦周邊的血管，將多余的TNAP從血管內皮細胞表面“修剪”掉，從而修復屏障的完整性。

▲研究示意圖（圖片來源：參考資料[1]）

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

接下來，研究團隊還觀察了GPLD1在阿爾茨海默病小鼠模型中的作用。他們發現，在AD小鼠中，運動同樣能誘導肝臟產生更多的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，改善其認知缺陷。

這項研究清晰地勾勒出一條從運動到肝臟，最終經由血腦屏障影響大腦功能的軸線：運動促使肝臟分泌GPLD1，GPLD1在腦血管內皮細胞表面切割并清除有害的TNAP，從而修復血腦屏障，減輕神經炎癥，最終達到改善認知、延緩大腦衰老的效果。這一發現不僅解答了基礎生物學的謎題，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、治療與年齡相關的認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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