改善脑部供血、增强记忆力,俄克拉荷马大学公布NMN小鼠实验结果

美研究人员发现,补充NMN可通过增加脑部血流量,从而提高老年小鼠的神经血管耦联功能,改善衰老引起的认知功能下降。

作者: Mercury, 北京协和医学院博士
改善脑部供血、增强记忆力,俄克拉荷马大学公布NMN小鼠实验结果

虽然大脑只占身体重量的2%,但其消耗了身体中20%的氧气。《自然》的一项研究证实,大脑正常功能的行使依赖于“神经血管耦联功能”。即神经活动发生后,大脑会迅速增加局部血流量以供应足够的氧和葡萄糖,从而满足局部脑神经的能量需求。

然而,在人体衰老过程中,有害氧离子和脑血管内皮功能障碍等会导致神经血管耦联功能受损,从而导致大脑能量供给不足,引起脑血管疾病甚至认知功能障碍。为了改善神经血管耦联功能,科学家们做了很多探索。

2019年4月,俄克拉荷马大学健康科学中心的研究人员发现,补充NMN可通过增加脑血流量,从而提高老年小鼠的神经血管耦联功能,改善衰老引起的认知功能下降。此项研究结果刊载于《氧化还原生物学》(Redox Biology)期刊。

图1 大脑正常功能的行使依赖于神经血管耦合功能

实验开始时,研究人员首先验证了,补充NMN是否可以提高老年小鼠的脑血流量。对此,研究人员将老年小鼠分为2组,一组老年小鼠一天2次、连续注射14天NMN,另一组老年小鼠一天2次、连续注射14天安慰剂。结果发现,与年轻小鼠相比,老年小鼠的脑血流量显著下降。但补充NMN后,老年小鼠的脑血流量恢复到与年轻小鼠相近的水平。

既往研究显示,抑制脑血管细胞中一氧化氮(NO)合成会显著减少脑血流量,从而降低神经血管耦联功能。因此,研究人员分别给1组年轻小鼠和2组老年小鼠注射NO合成抑制剂;并给2组老年小鼠分别注射NMN和安慰剂。

结果发现,当抑制一氧化氮合成时,3组小鼠的脑血流量处于相似水平;年轻小鼠及注射NMN的年老小鼠神经血管耦联功能降低。这说明,补充NMN是通过提高一氧化氮合成能力来增加脑部血流量,从而提高老年小鼠的神经血管耦联功能。

图2 注射NMN及NO合成抑制剂后,小鼠脑部脑血流量(CBF)对比

由于越来越多的证据表明,神经血管耦联功能下降与认知障碍有关。因此,研究人员进一步探究了补充NMN是否可以改善老年小鼠的认知功能。

“六角迷宫”共有6个口,1个为入口、1个为出口、其余4个口封死,研究人员通过记录小鼠找到出口的错误次数,来检测小鼠的认知行为。结果发现,随着反复训练,年轻小鼠可以轻松记住出口的位置,而老年小鼠则无法记住,错误次数显著增多。然而,补充NMN后,老年小鼠的错误次数明显减少,表明老年小鼠的记忆能力得到提高。

除此之外,研究人员还对老年小鼠进行了水迷宫实验、新物体识别实验及升高加迷宫实验等。其结果都证明了,补充NMN可提高老年小鼠的记忆能力。

图3 “六角迷宫”实验

总的来说,这项实验表明补充NMN可提高神经血管耦联功能,从而改善老年小鼠的认知功能。研究人员认为,“由于老年小鼠与老年患者在脑血管功能障碍和认知能力下降方面有许多相似性,补充NMN改善认知功能的作用或许也可应用在老年患者身上。”

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