运动或可通过修复大脑的保护屏障来提升智力。研究人员发现，体育活动会促使肝脏释放一种酶，清除有害蛋白质，这种蛋白质会随着年龄增长导致血脑屏障出现渗漏。在老年小鼠体内，降低这种蛋白质的水平可减轻炎症并改善记忆力。这一发现揭示了一条令人惊讶的从身体到大脑的通路，可能为阿尔茨海默病的治疗带来新思路。
随着年龄增长，血脑屏障会变得更加脆弱。这种由紧密堆积的血管构成的网络通常能保护大脑免受血液中循环的有害物质的侵害。然而，随着时间的推移，它可能会变得渗漏，使得破坏性化合物进入脑组织。结果是引发炎症，这与认知能力下降有关，并且在阿尔茨海默病等疾病中常见。
几年前，该研究团队发现，运动的小鼠肝脏会产生更多名为GPLD1的酶。GPLD1似乎能使大脑恢复活力，但有一个谜团。这种酶本身无法进入大脑，这让科学家们不确定它是如何实现其对认知的益处的。
这项新研究提供了答案。
GPLD1如何减少大脑炎症
科学家们发现，GPLD1会影响另一种名为TNAP的蛋白质。随着小鼠衰老，TNAP在构成血脑屏障的细胞中积聚。这种积聚会削弱屏障并增加渗漏性。当小鼠运动时，它们的肝脏会将GPLD1释放到血液中。这种酶会到达大脑周围的血管，并从这些细胞表面移除TNAP，从而帮助恢复屏障的完整性。
"这一发现表明，身体对于理解大脑如何随年龄衰退是多么重要，" 索尔·维莱达博士说，他是加州大学旧金山分校巴卡尔老龄化研究所的副主任。
维莱达是这篇论文的资深作者，该论文于2月18日发表在《细胞》期刊上。
精确定位TNAP在认知衰退中的作用
为了确定GPLD1如何发挥作用，研究团队重点关注了这种酶的强项。GPLD1能从细胞表面切割特定的蛋白质。研究人员搜寻了含有可能作为靶点的蛋白质的组织，并怀疑其中一些蛋白质可能随年龄增长而积累。
血脑屏障中的细胞尤为突出，因为它们携带了几种可能的GPLD1靶点。当科学家们在实验室测试这些蛋白质时，发现只有一种被GPLD1切除了：TNAP。
进一步的实验证实了TNAP的重要性。经过基因改造、在血脑屏障中过量产生TNAP的年轻小鼠表现出与老年动物相似的记忆和认知问题。
当研究人员降低2岁小鼠（相当于人类70岁）的TNAP水平时，血脑屏障的通透性降低，炎症减少，并且这些动物在记忆测试中表现更好。
"我们能够在它们生命的晚期介入这个机制，对小鼠来说，它仍然有效，" 格雷戈尔·比耶里博士说，他是维莱达实验室的博士后学者，也是该研究的共同第一作者。
对阿尔茨海默病和大脑衰老的启示
研究结果表明，开发能够修剪诸如TNAP等蛋白质的药物，可能为恢复血脑屏障提供一种新策略，即使它在衰老过程中已经被削弱。
"我们正在揭示阿尔茨海默病研究很大程度上忽视的生物学机制，" 维莱达说。"它可能会开启超越传统策略（几乎完全专注于大脑）的新治疗可能性。"
作者名单：其他来自加州大学旧金山分校的作者包括卡莉诗玛·普拉特博士；房枝康弘医学博士、哲学博士；图兰·阿加耶夫医学博士；朱莉安娜·苏查洛夫；阿拉娜·霍洛维茨博士；安珀·菲尔普博士；卡拉·丰塞卡-瓦伦西亚；丽贝卡·朱；梅森·潘；劳拉·雷梅萨尔博士；安德鲁·杨博士；以及凯特琳·卡萨莱托博士。完整作者名单请参见论文。
资金支持：本研究部分受以下机构资助：美国国立卫生研究院（AG081038, AG086042, AG082414, AG077770, AG067740, P30 DK063720）；西蒙斯基金会；巴卡尔家族基金会；治愈阿尔茨海默病基金；希尔布鲁姆基金会；格伦基金会；日本学术振兴会；日本生化学会博士后奖学金；多发性硬化症基金会；医学研究前沿；美国老龄化研究联合会；国家科学基金会；巴卡尔老龄化研究所；马克和琳·贝尼奥夫。