运动才会有的好处。
不只延缓衰老！研究发现这种东西，让不运动的懒人，也能得到别人拼命运动才会有的好处
Original Succy 国际科学
我们都知道，经常运动的人身体素质都特别棒。

运动不仅能提高代谢，延缓衰老，还能改善我们的心血管健康，甚至提高大脑的认知水平。

运动的好处有太多太多，但是，对于大部分时间紧凑的上班族和身体素质不太好的群体来说，花时间运动是一件很奢侈的事。那么，对于没时间运动或者不方便运动的人群来说，他们真就没办法享受到运动的好处了吗？

非也。

首先，我们需要搞清楚，运动产生这些好处的生物机制是什么。

根据曾发表在自然子刊上的一项研究，运动时分泌到血液中的一种激素鸢尾素是改善认知的重要调节因子，同时也是治疗认知障碍（包括 AD）的潜在治疗剂。

这项研究于2021年8月刊登在Nature Metabolism期刊上，文章名为“Exercise hormone irisin is a critical regulator of cognitive function”，中文译作“运动激素鸢尾素是认知功能的关键调节剂”。


首先，研究团队将目光聚焦到FUDC5上，这被认为是一种重要的运动调节因子，可诱导主要的代谢益处，激活海马神经保护基因。FNDC5被蛋白水解后，其N端部分被释放到循环中，分泌形式被命名为鸢尾素。

这里，研究团队发现Fndc5/鸢尾素基因缺失会损害运动、衰老和AD中的认知功能，部分原因是海马体中成年新生神经元的改变。

首先，他们构建了FNDC5/鸢尾素（F5KO）的全敲小鼠，发现F5KO小鼠在水迷宫运动训练后，找到目标平台的时间明显长于对照组野生型小鼠，在目标象限的停留时间明显少于对照组小鼠，表明F5KO小鼠空间学习和记忆能力都出现明显下降。水迷宫训练后，F5KO小鼠在目标象限的停留时间明显少于对照组小鼠。

但在老年小鼠模型中，F5KO小鼠同样出现了更明显的记忆和海马神经可塑性的降低，并通过进一步研究证实，鸢尾素发挥作用的区域为海马齿状回。

海马齿状回在模式分离中起着重要作用。模式分离，是指一种可以使神经元形成不同的神经元群组来存储记忆，避免记忆混淆的重要机制。模式分离在运动中得到增强，在衰老和AD早期减弱，小鼠和人类都是如此。

通过情景恐惧条件反射辨别学习实验(CFC-DL)，研究人员发现F5KO小鼠的学习记忆能力显著减退，出现了模式分离的特定缺陷，并伴随着成年新生神经细胞的异常增多。

在对小鼠运动训练后，研究人员发现，F5KO小鼠海马区新生神经细胞虽然随运动明显增多，但是树突复杂度、总树突长度和树突棘密度远不如对照组小鼠。尤其是在海马背侧，新生神经元的树突棘密度呈明显的降低。海马背侧更多参与调节认知功能。这提示FNDC5/鸢尾素敲除显著抑制了新生神经元的发育成熟。

接下来，研究人员对小鼠海马区成年新生神经细胞进行转录组分析。主成分分析和层次聚类分析显示，无论运动干预与否，F5KO小鼠新生神经元的转录水平都出现高度异常。F5KO新生神经元与对照新生神经细胞的差异表达基因高达459个。

研究人员还对AD临床样本和AD小鼠模型进行验证，发现在成熟的转基因AD小鼠模型APP/PS1 (APPswe,PSEN1dE9)中，6月龄时海马FNDC5基因的表达明显低于WT。APP/PS1小鼠在6个月大时开始出现淀粉样蛋白斑块、神经胶质增生和认知缺陷。

RNA-seq数据分析表明，与对照组相比，AD患者海马旁回中FNDC5的表达显著降低，但其他大脑区域中FNDC5的表达不明显。

为了测试鸢尾素是否可以弥补F5KO小鼠模式分离的缺陷，他们将带有鸢尾素过表达的腺相关病毒（adeno-associated virus (AAV) 8-鸢尾素-FLAG）通过立体定位，直接注射到F5KO小鼠齿状回中。有趣的是，鸢尾素的使用明显改善了F5KO小鼠CFC-DL表现，部分弥补了模式分离的缺陷，增强了学习记忆功能。

为了评估外周递送鸢尾素的治疗潜力，他们给2种公认的AD转基因小鼠（APP/PS1小鼠、5×FAD小鼠）的尾静脉，注射了带有鸢尾素过表达的腺相关病毒8（ AAV8-鸢尾素-FLAG），也得到了与之前相似的结果：外周递送的鸢尾素可穿过血脑屏障（BBB），改善AD小鼠的认知功能。

研究证实，可溶性鸢尾素可通过外周递送，穿过血脑屏障，直接影响大脑，发挥对AD认知功能的保护作用。研究人员认为，鸢尾素在神经退行性变中的有益作用可以推广到FAD之外。此外，数据显示鸢尾素在改善和治疗认知功能和AD小鼠模型中是有效的，甚至在发展了实质性病理之后，这一事实是有希望的。

看到这里，真想感慨一下，鸢尾素太强大了，简直是懒人福音啊！


参考文献：https://www.nature.com/articles/s42255-021-00438-z