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。結果顯示，運動對中樞神經系統中的免疫細胞——小膠質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現，運動可以將老年小膠質細胞的基因表達模式恢復到年輕小膠質細胞的水平。

“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，特別是它能夠逆轉衰老帶來的負面影響，”昆士蘭大學的Jana Vukovic博士說道。“這強調了普及和方便定制運動計劃的重要性。我們的研究發現應有助于各行業設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。”

Vukovic是該團隊在《Aging Cell》期刊上發表的論文的共同通訊作者。論文標題為“運動使小膠質細胞恢復活力并逆轉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測序數據的無偏分析，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，我們的數據強調了運動對恢復老年小膠質細胞活力的深遠影響，以及與此相關的促神經生成效應和外周免疫細胞在老年雌性小鼠大腦中的存在。”

作者寫道，衰老會隨著時間的推移對多個身體系統產生漸進的生理變化。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。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（包括大腦）的年齡相關缺陷。”該團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的認知障礙，并且神經生成被提議為運動緩解年齡相關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。結果顯示，與大腦中其他評估的細胞類型（如星形膠質細胞、內皮細胞、少突膠質細胞）相比，運動對衰老標志的影響在小膠質細胞中最為顯著。團隊表示，“總體而言，運動緩解了年齡相關的基因表達變化，使老年運動小鼠的小膠質細胞的轉錄特征類似于年輕小鼠。”

通過耗盡小膠質細胞的處理方法，研究人員發現這些細胞對于運動刺激海馬體中新神經元的形成是必要的，海馬體是與記憶、學習和情感相關的區域。他們的結果指出，“……強調了恢復活力的小膠質細胞在運動引起的老年小鼠海馬體神經生成中的必要性。”

科學家們還發現，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。“……我們發現自然衰老與大腦中T細胞顯著積累有關，”團隊表示。“令人驚訝的是，我們進一步發現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細胞數量。”他們建議，“……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細胞的恢復活力，或者T細胞是否對老年海馬體小膠質細胞的轉錄特征有貢獻，這將是有趣的。”

總結他們的發現，團隊得出結論，“總體而言，這里呈現的小膠質細胞和其他細胞類型在衰老和/或響應運動方面的轉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）定義細胞狀態如何影響認知下降和/或其逆轉。”

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

編輯：王洪

排版：李麗