Nature Medicine：科学研究发现运动会产生鸢尾素（irisin）的激素并防止阿尔兹海默症发生
2019/3/12 0:50:41 世界医疗科技资讯

    

     当我们剧烈运动的时候，大脑会释放出大量促进情绪并使人“感觉良好”的激素——内啡肽。也因此，有很多人酷爱运动。2019年1月7日表在《Nature Medicine》上的一项科学研究Exercise-linked FNDC5/irisin rescues synaptic plasticity and memory defects in Alzheimer’s models显示，除了会释放让人产生幸福感的激素外，运动还会产生一种可以增强记忆和预防阿尔兹海默症的激素。该研究由美国哥伦比亚大学Vagelos内科与外科学院和Taub阿尔兹海默症和大脑老化研究所的研究员Ottavio Arancio教授牵头。

    

     众所周知，运动可以提高记忆，还有研究表明，运动还能够降低阿尔兹海默症风险。但是研究人员对其中的原因知之甚少。

     几年前，运动专家们发现了一种名为鸢尾素(irisin)的激素，在运动期间，这种激素会释放到循环系统中。最初的研究表明，鸢尾素主要在能量代谢中起作用。但是这项新研究发现，这种激素还能促进大脑海马神经元的生长，这是一个对学习和记忆至关重要的区域。

     Arancio说：“这项发现或许能够解释为什么运动能够改善记忆以及在阿尔兹海默症等脑部疾病中发挥保护作用的可能性。”

    

     有缺陷的脑激素信号传导与阿尔茨海默病(AD)有关，阿尔茨海默病是一种以突触和记忆衰竭为特征的疾病。Irisin是一种运动诱导的肌球蛋白，其在裂解膜结合的前体蛋白纤连蛋白III型结构域的蛋白5(FNDC5)上释放，也在海马中表达。在这里，我们显示AD海马和脑脊液中的FNDC5 /鸢尾素水平降低，并且在实验AD模型中。敲除大脑FNDC5 / irisin会损害小鼠的长时程增强和新的物体识别记忆。相反，提高FNDC5 / irisin的大脑水平可以挽救AD小鼠模型中的突触可塑性和记忆。外周过表达FNDC5 / irisin可挽救记忆障碍，而外周或大脑FNDC5 / irisin的阻断减弱了体育锻炼对AD小鼠突触可塑性和记忆的神经保护作用。通过显示FNDC5 /鸢尾素是AD模型中运动有益效果的重要介质，我们的研究结果将FNDC5 /鸢尾素作为能够抵抗AD中突触衰竭和记忆障碍的新型药物。

     在这项新研究中，Arancio带领国际研究团队首先在人群中寻找鸢尾素与阿尔兹海默症之间的联系。他们利用脑库的组织样本发现鸢尾素存在于人的海马体中，而阿尔兹海默症患者海马体中这种激素的水平会降低。而电生理和行为分析显示，阿尔茨海默小鼠模型大脑中FNDC5/鸢尾素水平的增加，则可以显着提高了突触的可塑性和记忆力。

     背后的作用机制是什么？研究人员最终得出，FNDC5 /鸢尾素会减少由β淀粉样蛋白寡聚体诱导的突触相关基因的表达，也会激活海马神经元中和阿尔茨海默症相关的转录抑制。

     在这些模型中，鸢尾素还可以防止由β淀粉样蛋白寡聚体暴露造成的树突棘损失，这可能是通过减少β淀粉样蛋白寡聚体和神经元的结合，以及降低可溶性Aβ42的水平来实现。最后，鸢尾素还刺激cAMP-PKA-CREB信号通路，该通路负责记忆的形成。

     研究团队还提出证据表明，在阿尔茨海默症模型中，FNDC5/鸢尾素可以调节运动对突触可塑性和记忆的保护作用。每天游泳可以让实验小鼠免受AβO诱导的突触障碍和记忆丧失，也能增加大脑中FNDC5 /鸢尾素的水平。

     值得一提的是，抑制FNDC5/鸢尾素在大脑中的作用则会消除它原有的积极作用。更进一步的是，外周给药FNDC5/鸢尾素则可以继续提供这种保护。相较之下，外周抗体中和掉FNDC5/鸢尾素则会损害突触可塑性和记忆，阻断运动的保护作用。

     这些发现指出，运动诱导的外周激素可以到达大脑，并防止AβO诱导的突触和记忆功能障碍。

     研究团队认为，这些新的发现为阿尔茨海默症的发病机制和治疗策略提供了新的思路。首先，他们提供了强有力的证据，证明大脑中FNDC5/鸢尾素水平降低与阿尔茨海默症相关的认知缺陷之间存在联系。因此，FNDC5/鸢尾素是诊断和监测阿尔茨海默症的潜在生物标志物。

     研究团队还发现，在正常的老年人大脑和路易体痴呆症患者中，FNDC5/鸢尾素水平的含量也有所降低，这表明这种激素对大脑紊乱和衰老的影响更为广泛。其次，FNDC5/鸢尾素作为通过运动维持突触功能和记忆作用的关键介导，可能是老年阿尔茨海默症患者可选择的治疗方案。

     特别是，外周给药FNDC5/鸢尾素的有效性可以使其成为一种有吸引力的治疗候选药物。

     研究团队同时强调，鸢尾素是如何进入大脑并与大脑相互作用的，以及该蛋白是否对人类具有类似的效应，还需要进一步的研究。研究人员称，这还只是动物实验结果，要把鸢尾素用于人类临床治疗，还需要至少3至4年的研究。

     文章来源

     Exercise-linked FNDC5/irisin rescues synaptic plasticity and memory defects in Alzheimer’s models

     Published: 07 January 2019

     Nature Medicinevolume 25, pages165–175 (2019)

     https://www.nature.com/articles/s41591-018-0275-4

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