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不用跑步也能健脑!Brain Res:运动小鼠血液囊泡注射后,久坐小鼠神经元暴增 50%

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来源:生物谷原创 2025-11-20 10:31

来自伊利诺伊大学等机构的科学家们通过研究发现,从运动小鼠血液中提取的“细胞外囊泡”注射进久坐不动的小鼠体内后竟能使其大脑新生神经元增加约50%。

你是否也曾立下 flag 要每天跑步,结果却总在沙发与运动鞋之间选择了前者?别愧疚,科学家们带来一个振奋人心的消息:未来也许不需要气喘吁吁,也能获得运动带来的健脑益处!随着社会节奏加快,认知健康问题日益凸显,全球约有 5500 万人受痴呆症困扰,而阿尔茨海默病已成为中国老年人的主要健康威胁之一。尽管运动被公认为保护认知的有效方式,但现实中许多人或因伤病、或因忙碌难以坚持。

最近,发表在国际杂志《Brain Research》上的一项研究,为 “运动健脑” 提供了全新解决方案!来自伊利诺伊大学等机构的科学家们发现,从运动小鼠血液中提取的细胞外囊泡(ExerVs),注射进久坐不动的小鼠体内后,竟能使其大脑海马体新生神经元增加约 50%,这一发现不仅揭开了运动健脑的深层机制,更为认知障碍治疗开辟了无创新路径。

为验证运动益处能否通过 “物质传递” 实现,研究人员设计了一场严谨的 “生物接力实验”。首先,他们将小鼠分为两组:运动组小鼠单独饲养并给予可自由转动的跑轮,在 28 天内每只平均跑步距离超 300 公里;久坐组小鼠则处于跑轮锁定的环境中,全程不进行主动运动。

随后,研究人员在小鼠活动高峰期(夜间)采集运动组的血浆,通过尺寸排阻色谱和超滤技术分离提纯细胞外囊泡,最终得到富含活性物质的 ExerVs。接下来,他们给久坐小鼠进行腹腔注射,每次注射 3×10⁸个囊泡,每周两次,持续四周,同时用 5 - 溴脱氧尿苷(BrdU)标记分裂细胞,追踪新生细胞的命运。

实验结果令人惊喜:接受 ExerVs 注射的久坐小鼠,海马体颗粒细胞层中 BrdU 阳性细胞密度显著增加 50%,且这一效果在两个独立队列中均成功复现,证实了结果的可靠性。进一步的免疫荧光染色显示,这些新生细胞中约 89% 表达神经元特异性核蛋白(NeuN),表明已分化为成熟神经元;仅 6% 表达 S100 钙结合蛋白 β(S100β),即分化为星形胶质细胞,这一比例与主动运动的小鼠几乎一致。

那么,这些神奇的 “运动囊泡” 究竟是什么?你可以把它想象成身体细胞释放的 “纳米级快递包裹”,外层是脂质双分子膜,内部装载着蛋白质、核酸、脂质等多种活性物质。它们能穿越血脑屏障,将运动器官(如肌肉)产生的信号精准传递到大脑。

研究的同伴实验发现,ExerVs 中富集了多种与神经发生相关的关键蛋白:比如硒转运蛋白 SEPP1,它能维持神经前体细胞的抗氧化能力,是海马体神经发生的必需因子;还有抗氧化蛋白 GPX1、细胞骨架调节蛋白 MSN 等,这些成分共同构成了 “健脑信号组”,直接驱动神经元新生。值得注意的是,尽管 ExerVs 能显著促进神经发生,但并未改变海马体的血管覆盖率,这说明它们并非通过改善血供间接起作用,而是直接作用于神经前体细胞,调控其增殖与分化。

这项研究的突破之处,在于将运动的 “无形益处” 转化为了 “有形物质”。细胞外囊泡作为天然的生物载体,安全性高、靶向性强,为认知障碍治疗提供了全新思路。对于因年老、伤病或特殊环境(如长期卧床、航天任务)无法进行有效运动的人群,ExerVs 疗法可能成为维持认知功能的重要辅助手段。研究者表示,下一步将深入探索囊泡中真正发挥作用的核心成分,验证其在衰老、抑郁或阿尔茨海默病模型中的认知修复效果,并尝试开发口服或鼻吸式制剂,让无创健脑成为可能。

实验时间线、运动源细胞外囊泡(ExerV)供体的跑轮行为,以及运动诱导海马细胞生成的验证

当然,研究人员也强调,ExerVs 疗法更可能是运动的 “补充” 而非 “替代”。运动对心血管、代谢系统的全面益处,仍是囊泡无法完全复刻的。但这一发现让我们看到了 “共享运动益处” 的潜力,未来或许真的能通过简单注射,让大脑直接收获运动的馈赠。

在那一天到来之前,不妨偶尔系好鞋带,用自己的脚步为身体制造这份珍贵的 “生物快递”;而对于暂时无法运动的人来说,这场科学突破无疑为他们打开了一扇通往认知健康的新大门。毕竟,健康的大脑,值得我们用多种方式去守护~(生物谷Bioon.com)

参考文献:

Meghan G. Connolly,Alexander M. Fliflet,Prithika Ravi, et al. Exercise-induced plasma-derived extracellular vesicles increase adult hippocampal neurogenesis, Brain Research (2025). DOI:10.1016/j.brainres.2025.150003

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