《细胞》：运动延缓大脑衰老，原因找到了！这种成分堵上了大脑“漏洞”

人们早已熟知运动对心血管和代谢健康的益处，但运动的好处还远不止于此。越来越多的研究显示，规律的运动还能重塑衰老的大脑。在与记忆密切相关的海马体中，运动可增强神经可塑性，减轻神经炎症，并提升认知表现。在阿尔茨海默病动物模型中，运动同样能够改善学习与记忆能力。

然而，受身体条件或疾病限制，坚持规律运动对于部分人群并非易事。因此，科学家开始探索：能否在不依赖实际运动的情况下，获得运动对大脑的益处？

图片来源：123RF

本周，一项发表于《细胞》期刊的研究就揭示了运动与大脑认知功能之间的全新桥梁。研究发现，一种在运动时由肝脏产生的蛋白质能够加固大脑的血脑屏障，从而改善记忆并延缓与年龄相关的认知衰退。这项发现为为干预、治疗与大脑衰老相关的疾病指明了新方向。

血脑屏障由紧密排列的血管内皮细胞构成，如同一位高度警觉的守门人，阻止血液中的有害物质、病原体等轻易进入中枢神经系统。然而随着机体衰老，这道屏障会变得脆弱、容易泄漏。这让一些本不该进入大脑的有害物质得以闯入，诱发神经炎症，进而损害认知功能。

数年前，一支来自加州大学旧金山分校的研究团队发现，小鼠在运动时，它们的肝脏会大量产生一种名为GPLD1的酶。这种酶的全称为糖基磷脂酰肌醇特异性磷脂酶D1，能够水解与裂解膜相关的糖基磷脂酰肌醇（GPI）锚定蛋白。当时的研究发现，将GPLD1酶注入年老小鼠体内，竟然能逆转大脑衰老的迹象，改善认知能力。

一个令人困惑的问题也随之而来：这种分子量较大的酶根本无法穿过血脑屏障进入大脑。如果无法直接作用于脑组织，那么它神奇的“健脑”效果又是如何实现的呢？

如今，这支研究团队在最新的《细胞》研究中揭开了谜底。为了明确GPLD1发挥认知改善作用的下游靶点，研究团队通过对不同组织的筛选，在脑血管表面鉴定出GPLD1切割的关键底物——组织非特异性碱性磷酸酶（TNAP）。

研究显示，在正常衰老过程中，血脑屏障上的TNAP逐渐增多，正是这种积累使得屏障变得千疮百孔。当肝脏响应运动信号而产生更多GPLD1后，这种酶便会随血液抵达大脑周边的血管，将多余的TNAP从血管内皮细胞表面“修剪”掉，从而修复屏障的完整性。

▲研究示意图（图片来源：参考资料[1]）

为了验证这一机制，研究人员进行了一系列精巧的实验。他们利用基因工程技术，让年轻小鼠的血脑屏障上过量表达TNAP，结果这些年轻小鼠的认知能力出现了类似衰老动物的下降。反之，当研究人员在老年小鼠体内降低TNAP水平时，这些小鼠的血脑屏障变得更加完整，脑内的炎症水平随之降低，在记忆测试中的表现也显著提升。

接下来，研究团队还观察了GPLD1在阿尔茨海默病小鼠模型中的作用。他们发现，在AD小鼠中，运动同样能诱导肝脏产生更多的GPLD1。无论是在人类阿尔茨海默病患者还是老年健康人群的大脑样本中，TNAP水平都高于年轻健康人。通过增加GPLD1或抑制TNAP的活性，都能有效减轻AD小鼠模型大脑中的β-淀粉样蛋白病理改变，改善其认知缺陷。

这项研究清晰地勾勒出一条从运动到肝脏，最终经由血脑屏障影响大脑功能的轴线：运动促使肝脏分泌GPLD1，GPLD1在脑血管内皮细胞表面切割并清除有害的TNAP，从而修复血脑屏障，减轻神经炎症，最终达到改善认知、延缓大脑衰老的效果。这一发现不仅解答了基础生物学的谜题，更开辟了新的治疗思路。未来，通过寻找像GPLD1一样“修剪”或抑制TNAP的药物，将有望为干预、治疗与年龄相关的认知衰退疾病提供全新的路径。

参考资料：

[1] Bieri et al., Liver exerkine reverses aging- and Alzheimer’s-related memory loss via vasculature. Cell (2026). DOI: 10.1016/j.cell.2026.01.024

[2] Scientists find a mechanism for how exercise protects the brain. Retrieved on Feb 19th, from https://www.eurekalert.org/news-releases/1117055

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