運動保持年輕的關鍵蛋白質已經找到

運動保持年輕的關鍵
蛋白質已經找到
僅憑輸入運動者的血液 不動的你就能年輕


文/潘懷宗 (陽明大學教授)

2020年7月10日在《科學》雜誌上刊登了一篇論文,題目是: Blood factors transfer beneficial effects of exercise on neurogenesis and cognition to the aged brain,因為非常有趣和前衛,所以美國科學家雜誌的記者溫特小姐(Lisa Winter)就在7月12日大幅度報導了這則健康新聞。相信大家早就知道,大腦可以通過平常規律的運動下得到許多好處,包括增強記憶力、情緒變好、和增進學習能力等等。但這篇論文卻令人驚訝的發現,通過輸入經常鍛鍊小鼠(mice)的血液,竟然可以轉移體能鍛煉的好處給另一隻同年齡卻懶惰的小鼠,真的是跌破眼鏡。研究主要作者加州大學舊金山分校醫學系解剖學科教授維萊達(Saul Villeda)說道,在小鼠運動過程中,體內會產生一種特別的酵素,叫做GPLD1,因為透過輸血而傳給了另一隻小鼠,因此可以改善沒有運動小鼠的記憶力和學習能力。
西方科學家由於受到古老吸血鬼傳說的影響,認定吸血鬼是靠吸食新鮮血液才得以長生不老,因此,許多電影應運而生,像2007年魔幻電影「星辰傳奇」裡面的三位女巫,就一直垂涎伊薇(Yvaine)的血液之泉---心臟。而中國的歷史小說西遊記中,也有許多妖怪想要吸唐三藏的血,吃他的肉來長生不老。凡此種種,都是認定特定對象的血液當中存在有所謂的青春因子,讓人返老還童。1956年美國康乃爾大學的麥凱教授(Clive McCay)最先奇葩似的縫合了多對的老-幼連體老鼠(parabiosis),讓牠們互通血脈,老年鼠因此可以分享年輕鼠的精血,沒想到,老年鼠竟然骨骼密度增加、體重上升、變得強壯有力,大有枯木逢春之感。但是,這種連體縫合若想要用到人類身上,除外科手術大費周折外,也有一定的危險性,許多人肯定意願不高,不太具可行性。
近年來拜分子生物學的突飛猛進之賜,科學家已經捨棄連體循環的聳動實驗,改以輸血並找出關鍵蛋白質為目標來研究。美國史丹福大學神經學科教授懷斯—科瑞(Tony Wyss-Coray)在2014年的研究就已經證明,將年輕小鼠的血液傳輸到老年小鼠的體內,就可以使得老年小鼠的大腦年輕化,記憶力增加。因此該研究團隊接著在2017年進一步使用人類臍帶血或年輕成人血(19~24歲)輸給老年的小鼠也同樣可以使得老鼠的大腦年輕化(第一次輸血後,隔三天,到第四天再輸血一次,共輸4次,約2周時間)。表示不論是年輕小鼠的血液中或是年輕人類的血液中都同樣的存在著一種蛋白質,可以使大腦年輕化,它的名字叫做TIMP2(金屬蛋白?2的組織抑製劑),這項研究成果已經發表在《自然》期刊,如果一切順利,將來可以注射這個蛋白質給老人失智症的患者,來改善記憶喪失的問題。
由於史丹佛大學研究的啟發,於是加州大學舊金山分校醫學系解剖學科維萊達教授就突發奇想,如果將活躍小鼠的血液輸給同年齡久坐的小鼠,是否也能產生相同有益大腦的效果。也就是說:「您的大腦能否僅憑血液中的化學物質就能認為您已經在努力鍛煉身體了?」
為了測試這樣一個想法,首先提供年紀較大的小鼠一個滾輪,讓牠們每晚都可以在滾輪上運動幾英里。經過六週的訓練,研究人員開始從運動的小鼠身上抽血,然後將其輸血到沒有運動同樣老的小鼠身上。接受輸血的懶惰小鼠在每週八次輸血並持續三週後,其大腦海馬神經元發育量是對照組的兩倍,並且在學習和記憶任務上的得分與運動過的小鼠幾乎完全相同。
運動的小鼠和不運動的小鼠比較,血液中的GPLD1酵素濃度差距很大,而GPLD1酵素是因為在體能鍛煉的過程中由肝臟所產生的。研究小組為了研究人類是否也可以獲得相同的結果,於是使用追蹤器(FitBits)來跟?並記錄老年人的身體活動量,發現最活躍的老人其血液中的GPLD1濃度也是最高的,但這項人類的研究並沒有進一步去了解有關學習和記憶方面的數據。
不久的將來,如果這項研究結論在人類身上確定,首先就能幫助由於年齡太大或因為疾病而無法鍛煉的人,因為科學已經證實,對大腦最有效的干預措施之一就是身體鍛煉,但問題是許多老年人身體虛弱,根本無法進行鍛煉。儘管這篇論文成功地將運動的大腦好處傳遞給了懶惰的小鼠,但大家千萬不要以為《注射GPLD1來代替運動健身》(exercise in a bottle)很快就會出現。目前關於單獨注射GPLD1後對身體的所有影響,還有很多未知數尚待研究,因此大家要分清楚輸血和注射是不一樣的。美國國家老化研究所的神經科學家懷斯教授(Bradley Wise)告訴《科學》雜誌,從確定這種酵素功能,到發展出一瓶可以給人類注射的針劑,還有一段很長的路要走,目前的研究成果僅僅是一整張拼圖裡的一小塊而已。
除了年輕人的血液、臍帶血、和運動者的血液可以使人回春之外,科學界還發現了許多其他抗衰老的方法,例如:飯吃七分飽(低熱量飲食)、延長細胞端粒長度、幹細胞等等,相信不久的將來,秦始皇的長生不老願望得以部分實現。

 
[ ← backup↑]

 


台北市逢甲大學校友會FCUAA/地址:10665台北市大安區復興南路二段65號12樓之5/電話:02-2708-2462;2708-3427/傳真:02-2754-8571/email:fengchia@ms22.hinet.net/聯絡人:潘秀英