TN:南京医科大学团队发现,长期运动可通过改善脑膜淋巴管结构和引流功能,减轻AD病理,并改善小鼠认知功能
我们知道,如何恢复脑膜淋巴管的引流功能,是目前阿尔茨海默病(AD)治疗领域的一个重要研究方向。事实上,脑膜淋巴管并不是一个完整的管道结构,而是由毛细淋巴管和集合淋巴管组成,毛细淋巴管的内皮细胞之间主要通过纽扣样的方式连接,这样通透性好,有利于大分子物质摄取,而集合淋巴管的内皮细胞之间主要通过拉链样的方式连接,这样更紧密,有助于推动管腔液体流动和运输。
脑膜淋巴管的这些结构特征与其引流功能息息相关,若这些结构特征遭到破坏,就会导致其引流功能发生障碍。既往有研究显示,体育锻炼可以加速老年小鼠的脑膜淋巴管的引流速度,减轻小鼠大脑Aβ的积累,但这背后的机制还不清楚。
近期,南京医科大学肖明/李倩/高俊英团队就在Translational Neurodegeneration上发表了一项重要研究进展。他们不仅发现,长期运动(如跑步)可以改善脑膜淋巴管结构和引流功能,减轻AD病理,并改善小鼠认知功能,还揭示了这一现象背后的机制。
具体来说,他们先是发现,与野生小鼠相比,AD小鼠脑膜淋巴管结构和引流功能受损(表现为密的拉链样内皮细胞连接减少)。进一步的RNA测序等证实,AD小鼠大脑中反应性星形胶质细胞来源的血小板反应蛋白1(TSP-1),可通过与淋巴管内皮细胞表面的CD36和CD47受体结合,来抑制脑膜淋巴管的生成,改变脑膜淋巴管内皮的连接模式,从而影响脑膜淋巴管的引流功能。
而运动可通过下调TSP-1的上游通路,即EAF2(一种可促进TSP-1编码基因Thbs-1转录的蛋白)-p53-TSP-1通路改善AD小鼠病理和认知功能。
近年来,多项研究均发现,AD等神经退行性疾病中存在脑膜淋巴管引流功能障碍的情况。在本研究中,研究人员也观察到,与野生小鼠相比,AD小鼠脑膜淋巴管的结构和引流功能出现了受损的现象(表现为密的拉链样内皮细胞连接减少)。
进一步,研究人员发现,这种功能受损与AD小鼠大脑中反应性星形胶质细胞分泌的TSP-1有关。TSP-1是一种淋巴管生成的内源性抑制因子,可在肿瘤转移中发挥关键作用。而在本研究中,研究人员通过双重免疫荧光分析证实,AD小鼠大脑海马区的星形胶质细胞被激活,并伴随TSP-1水平的升高。
接下来,通过管腔形成实验,研究人员发现,TSP-1通过与淋巴管内皮细胞表面的CD36和CD47受体结合,来抑制脑膜淋巴管的生成,并改变了脑膜淋巴管内皮的连接模式,从而影响脑膜淋巴管的引流功能。
鉴于既往研究中,运动可以改善脑膜淋巴管结构和引流功能,于是在本研究中,研究人员探究跑步对AD小鼠脑膜淋巴管以及AD病理的影响。结果显示,与对照组相比,持续一个月的跑步机干预不仅显著增加了AD小鼠脑膜淋巴管的面积、直径和拉链样内皮细胞的连接,还减少了AD小鼠大脑中的Aβ负荷,并改善了小鼠的认知功能。
随后,研究人员想知道,这些运动带来的改善是否与TSP-1水平变化有关。于是,在检测了对照组和跑步干预组AD小鼠海马中TSP-1的表达水平后,研究人员发现,跑步干预确实显著降低了GFAP阳性星形胶质细胞中TSP-1的表达。
最终通过筛查TSP-1的上游转录因子后,研究人员证实,运动可下调TSP-1的上游通路,即EAF2(一种可促进TSP-1编码基因Thbs-1转录的蛋白)-p53-TSP-1通路,降低TSP-1的表达,从而改善AD小鼠病理和认知功能。
总之,该研究不仅揭示了长期运动改善脑膜淋巴管结构和功能的机制,还为理解运动对AD的保护作用提供了新的视角。事实上,目前改善脑膜淋巴管引流功能的研究已经屡见不鲜了,比如一些收缩淋巴管平滑肌的策略,再比如一些像颅骨搬移术的策略,以及颈面部按摩的策略,但这些研究离真正临床应用还有些距离,而运动的转化价值很高,这也意味着,这一研究成果可能更有临床意义。
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