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运动促进大脑健康的分子机制:FNDC5蛋白

时间:2013-10-31 19:12来源:生命科学研究快报 整理 作者:未知 点击: 185次
(责任编辑:泉水)
 
 

20131010日发表在《细胞代谢》(Cell Metabolism)杂志的一项研究表明,将持续运动的小鼠产生的蛋白质FNDC5注射给不运动的小鼠后,会激活后者有益于大脑健康的基因,并且有助于新的学习和记忆相关神经元的生长。这一发现有助于解释为何煅炼会增强认知。如果能将这种蛋白质研制成药物,将有助于治疗老年认知减退和阿尔茨海默病以及帕金森综合症等神经退行性疾病。而且,这种由运动产生的天然物质可通过血液注射让不运动个体大脑产生和持续运动一样的效果。

该研究小组以前报道过由肌肉运动产生的FNDC5蛋白会以鸢尾糖(Irisin)变体进入血液。这次实验中,持续运动30天的小鼠会提高肌肉中代谢调节分子 PGC-1α的活性,这种分子刺激FNDC5表达量的增加,反过来促进一种与大脑健康相关的蛋白质的表达,这种被称为脑源性神经营养蛋白(Brain-derived neurotrophic proteinBDNF)存在于负责学习记忆的海马区的齿状核(Dentate gyrus)中。海马是成年人脑中产生新神经细胞的区域之一。因此,运动产生的BDNF会促进新神经元和突触的生长,而突触正是学习和记忆的存储地点。这一新发现连接了运动、PGC-1αFNDC5BNF相互作用的一种分子回路(当然也不排除有另一种回路存在)。

既然FNDC5是连接运动和BDNF的关键,那人为增加缺少运动的小鼠体内FNDC5的含量是否会有相同效果呢?研究人员用灭活病毒通过血液转载这种蛋白,7天后小鼠脑中海马区的BDNF蛋白果然显著增加。另外,这一研究发现,用腺病毒载体通过外周血就可以转运FNDC5并诱导BDNF和其他潜在与神经保护相关或学习记忆相关的基因的表达。

接下来的研究将验证FNDC5是否能真正增强动物的认知,以及确认是FNDC5还是其变体鸢尾糖在起作用,抑或是其他的变体。

游文娟 编译自http://www.sciencedaily.com/releases/2013/10/131010204803.htm

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