一项由昆士兰大学研究团队主导的针对小鼠的研究，提供了关于运动如何帮助预防或减缓衰老过程中认知能力下降的新见解。
在这项研究中，研究人员评估了小鼠大脑中个体细胞的基因表达情况。结果显示，运动对中枢神经系统中的免疫细胞——小胶质细胞的基因表达有显著影响。具体而言，研究团队在活体小鼠中的研究发现，运动可以将老年小胶质细胞的基因表达模式恢复到年轻小胶质细胞的水平。
“我们对运动在多大程度上能够恢复和改变大脑中免疫细胞的组成感到既惊讶又兴奋，特别是它能够逆转衰老带来的负面影响，”昆士兰大学的Jana Vukovic博士说道。“这强调了普及和方便定制运动计划的重要性。我们的研究发现应有助于各行业设计出针对老年人群的干预措施，以帮助他们保持或提高身体和精神能力。”
Vukovic是该团队在《Aging Cell》期刊上发表的论文的共同通讯作者。论文标题为“运动使小胶质细胞恢复活力并逆转老年雌性小鼠大脑中的T细胞积累”。研究团队在报告中指出，“我们提供了单细胞RNA测序数据的无偏分析，展示了运动和衰老对小鼠海马体中特定细胞类型的影响……总体而言，我们的数据强调了运动对恢复老年小胶质细胞活力的深远影响，以及与此相关的促神经生成效应和外周免疫细胞在老年雌性小鼠大脑中的存在。”
作者写道，衰老会随着时间的推移对多个身体系统产生渐进的生理变化。在人类中，衰老与总体身体健康状况和认知能力的下降有关。此外，他们指出，“对老年个体的观察研究一致表明，运动可以缓解多种生理系统（包括大脑）的年龄相关缺陷。”该团队及其他研究者对啮齿动物的研究表明，自愿运动可以减轻与年龄相关的认知障碍，并且神经生成被提议为运动缓解年龄相关认知障碍的潜在机制。然而，作者指出，“运动对衰老大脑的有益影响的机制仍然不明。”
在他们报道的小鼠研究中，Vukovic及其同事，包括牛津大学的研究人员，进行了单细胞RNA测序（scRNA-seq）和无偏基因表达分析，以表征衰老和自愿跑轮运动对年轻、老年、久坐不动和运动小鼠的海马体中各种细胞类型的影响。结果显示，与大脑中其他评估的细胞类型（如星形胶质细胞、内皮细胞、少突胶质细胞）相比，运动对衰老标志的影响在小胶质细胞中最为显著。团队表示，“总体而言，运动缓解了年龄相关的基因表达变化，使老年运动小鼠的小胶质细胞的转录特征类似于年轻小鼠。”
通过耗尽小胶质细胞的处理方法，研究人员发现这些细胞对于运动刺激海马体中新神经元的形成是必要的，海马体是与记忆、学习和情感相关的区域。他们的结果指出，“……强调了恢复活力的小胶质细胞在运动引起的老年小鼠海马体神经生成中的必要性。”
科学家们还发现，允许小鼠使用跑轮可以预防和/或减少衰老过程中海马体中T细胞的存在。这些免疫细胞在年轻时通常不存在于大脑中，但随着年龄增长而增加。“……我们发现自然衰老与大脑中T细胞显著积累有关，”团队表示。“令人惊讶的是，我们进一步发现这种脑老化特征是可逆的，运动具有强大的恢复作用，显著减少了海马体中的T细胞数量。”他们建议，“……研究一下运动引起的T细胞减少在多大程度上影响小胶质细胞的恢复活力，或者T细胞是否对老年海马体小胶质细胞的转录特征有贡献，这将是有趣的。”
总结他们的发现，团队得出结论，“总体而言，这里呈现的小胶质细胞和其他细胞类型在衰老和/或响应运动方面的转录特征提供了丰富的资源，供进一步功能性研究，应该有助于（重新）定义细胞状态如何影响认知下降和/或其逆转。”
参考文献：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/acel.14172
编辑：王洪
排版：李丽
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