eLife：运动如何提高记忆力？

定期体育锻炼提供的不仅仅是一个苗条的体格，而且还能增强思维，甚至可以抵消抑郁症或阿尔茨海默氏病。最近在《eLife》杂志上发表的一项研究中，科学家解释了“肌肉运动如何能影响大脑的生物学”。

　　

生物通报道：众所周知，体育锻炼对大脑有好处，相关报道：Cell子刊：体育锻炼可以武装大脑；Cell子刊：跑步可以提高记忆力？，但是如何做到的呢？近期，科学家们发现，脂肪酸的代谢可产生一种化学物质，增强一种大脑生长因子的表达。

定期体育锻炼提供的不仅仅是一个苗条的体格，而且还能增强思维，甚至可以抵消抑郁症或阿尔茨海默氏病，相关阅读：苏国辉、徐爱民教授PNAS：运动为何能够抗抑郁。最近在《eLife》杂志上发表的一项研究中，科学家解释了“肌肉运动如何能影响大脑的生物学”。关键的沟通因子是D-beta-hydroxybutyrate (DBHB)，脂肪酸代谢的一种产物，可介导表观遗传学变化来上调脑源性神经营养因子（BDNF）的编码基因。

纽约大学Langone医学中心的Moses Chao和同事在小鼠中发现了这个途径。他们给一半的受试小鼠提供一个跑步的轮子，而对照组小鼠则没有。一个月后，科学家们对动物进行了解剖并分析了它们的大脑，发现运动使得小鼠海马体（负责记忆和学习）中产生了更多的BDNF。

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之前的研究表明，组蛋白去乙酰化酶（HDAC）——可去除使染色质保持开放和使基因保持活性的乙酰基，影响着BDNF的表达与记忆。果然这项研究发现，运动可减少HDAC2和HDAC3的表达。

作者又把注意力转向了DBHB，它是细胞用完葡萄糖并转化为脂肪酸作为能量来源时，肝脏中的代谢副产品。DBHB已知可在脑外阻断HDACs。与对照组小鼠相比，运动的小鼠有更多的海马DBHB。此外，在培养的神经元中，DBHB可抑制HDACs和扩增BDNF的表达。

基于这些实验和其他实验，研究人员提出了运动导致DBHB生产的一种机制：DBHB进入大脑并关闭HDACs，BDNF基因的乙酰化将它打开。Chao对这种小代谢物的力量感动惊讶。他说：“这是一个非常小的、简单的分子，但却有这样的效果。”

运动不是刺激BDNF的唯一东西。Chao怀疑，任何新的经验，如旅行，都会起到同样的作用，虽然也许是通过其他机制。他说：“我们希望能找到其他像DBHB的小分子，起到类似的作用。”

在一些神经系统疾病中BDNF的表达是降低的。但是BDNF本身作为一种治疗方法是棘手的，因为它是一个大的粘蛋白，不容易通过血液和脑之间紧密的屏障。Chao推测，像DBHB，可能有更好的机会作为一种疗法；已有研究发现它能缓解帕金森氏病和亨廷顿氏病动物模型的疾病。

（生物通：王英）

生物通推荐原文：
Sleiman SF, Jenry J, Al-Haddad R, El Hayek L, Haidar EA, Stringer T, Ulja D, Karuppagounder SS, Holson EB, Ratan RR, Ninan I, Chao MV. Exercise promotes the expression of brain derived neurotrophic factor (BDNF) through the action of the ketone body beta-hydroxybutyrate. eLife. 2016 Jun 2;5:e15092. https://elifesciences.org/content/5/e15092