运动诱导的酶通过维持血脑屏障完整性保护大脑
UC San Francisco研究人员发现，运动可促使肝脏产生GPLD1，后者到达脑血管并剪切血脑屏障细胞上的TNAP蛋白，从而减少随年龄增长出现的屏障渗漏与炎症。该机制与改善认知表现相关，并提示靶向TNAP的药物或可在血脑屏障老化受损后实现“回春”。
研究人员在UC San Francisco发现了一种机制，或可解释运动如何通过加固大脑的保护性屏障来改善认知。相关研究发表在《Cell》期刊。
随着年龄增长，被称为血脑屏障的血管网络会变得“渗漏”，使有害化合物进入大脑。这会引发炎症，而炎症与认知功能下降相关，并可见于阿尔茨海默病等疾病。
六年前，该团队鉴定出一种可使大脑“回春”的酶——GPLD1。小鼠运动时，肝脏会产生这种酶。但研究人员一直无法理解其作用机制，因为它无法进入大脑。
这项新研究回答了这一问题。研究人员发现，GPLD1是通过另一种蛋白——TNAP——发挥作用的。随着小鼠衰老，构成血脑屏障的细胞会积累TNAP，使屏障变得渗漏。但当小鼠运动时，其肝脏会产生GPLD1。它会到达环绕大脑的血管，并将细胞上的TNAP剪切下来。
为初步理解GPLD1如何作用于大脑，团队首先考虑了其主要功能：从细胞表面切割某些蛋白。随后，他们寻找那些细胞表面带有可被该酶切割蛋白的组织。他们推测，某些组织可能会随着年龄增长而积累更多此类蛋白。
构成血脑屏障的细胞尤为突出。它们的表面散布着多个GPLD1靶点，但当研究人员在试管中将每个靶点分别暴露于GPLD1时，GPLD1只切割了其中一个：TNAP。
在血脑屏障中被工程化改造、使TNAP增多的年轻小鼠，其认知能力下降，表现得仿佛已经衰老。
当研究人员使用基因工程工具降低2岁小鼠（相当于人类70岁）的TNAP水平时，其血脑屏障渗漏性降低，大脑炎症也随之下降。这些小鼠在记忆测试中的表现也更好。
“我们能够在（对小鼠而言的）生命晚期调动这一机制，而且它仍然有效，”该实验室的一名博士后学者、该研究的共同第一作者说。
寻找能够剪切TNAP等蛋白的药物，可能成为一种新的方式，使血脑屏障恢复活力，即便它已因年龄增长而受损。
“这一发现显示，理解大脑如何随年龄衰退，身体因素同样至关重要，”论文通讯作者、UCSF Bakar Aging Research Institute副主任表示。“我们正在揭示阿尔茨海默病研究长期以来在很大程度上忽视的生物学机制。这可能会在传统策略之外打开新的治疗可能性——而传统策略几乎只把重点放在大脑本身。”