阿尔茨海默病（Alzheimer’s Disease, AD）是痴呆中最常见的一种类型，严重影响患者的生活质量，给患者及其家庭带来了沉重的精神压力和经济负担，目前尚无有效治疗方法。运动作为一种最常见的非侵入性疗法，在防治多种慢性疾病和维持机体健康中发挥有益作用。大量证据表明体育锻炼可有效延缓AD的病理进程，但相关防治机制尚不清楚。近日，华南师范大学体育科学学院段锐教授、杨罗丹研究员和吴冲云副研究员及其团队在生物医学1区杂志《Theranostics》(2022 IF: 11.600)上发表论文，报道了高强度间歇运动（HIIT）对AD的防治可能部分归因于对星形胶质细胞极化表型及星形胶质细胞上水通道蛋白4（Aquaporin-4，AQP4）极化分布的调控。

胶状淋巴系统，又被称为神经胶细胞类淋巴系统、脑部类淋巴系统，是中枢神经系统内清除代谢废物和神经毒性分子的功能性废物清除途径。星形胶质细胞上的水通道蛋白AQP4是影响胶状淋巴系统清除效率的关键。近年来的研究将AQP4根据其位置分为位于神经元周围的n-AQP4和位于血管周围的p-AQP4。星形胶质细胞n-AQP4和p-AQP4分别负责异常tau蛋白和整体脑排泄物引流到外周组织。因此，星形胶质细胞 AQP4 的极化分布对于细胞外Aβ 和细胞内异常 tau 清除至关重要。然而，运动对 AQP4 极化分布的作用以及 AQP4 极化分布与星形胶质细胞表型极化之间的关联研究相对较少。

在此项研究中，研究人员分别使用链脲佐菌素（Streptozotocin，STZ）诱导的散发性AD大鼠模型和转基因AD小鼠模型为研究对象。探究了8周的HIIT运动在延缓AD及促进Aβ和p-tau清除的作用。研究发现HIIT可显著改善AD大鼠的学习和记忆障碍，显著减少神经元凋亡、损伤和退行性变化。对小胶质细胞和星形胶质细胞的极化表型研究发现，HIIT可促使促炎表型（神经毒性表型）的星形胶质细胞和小胶质细胞向抗炎表型（神经保护表型）表型极化。更有趣的是此项研究发现AQP4的极化分布与星形胶质细胞表型密切相关，即AQP4在A2表型中呈现极化分布状态，在A1表型中主要呈现去极化分布状态。通过相关性分析发现AQP4的极化分布与脑组织的Aβ和p-tau水平呈负相关而与肾脏中的Aβ和p-tau水平呈正相关。侧脑室注射荧光Aβ证实了HIIT干预后荧光Aβ在脑组织中扩散更快，且在肾脏中发现了荧光Aβ，提示HIIT可通过调控AQP4促进脑组织Aβ经肾脏排出。本项研究初步证实了星形胶质细胞极化表型与AQP4极化分布的关系，发现了HIIT调控星形胶质细胞表型极化相关的AQP4分布极化机制，为运动防治AD增加了新的证据。

华南师范大学段锐教授、杨罗丹研究员以及吴冲云副研究员为文章的共同通讯作者，硕士研究生冯舒为文章第一作者。

参考文献：

Feng S, Wu C, Zou P, Deng Q, Chen Z, Li M, Zhu L, Li F, Liu TCY, Duan R, Yang L. High-intensity interval training ameliorates Alzheimer's disease-like pathology by regulating astrocyte phenotype-associated AQP4 polarization. Theranostics 2023; 13(10):3434-3450.

原文连接：https://www.thno.org/v13p3434.htm