摘要

研究人员发现，运动通过生化信号（肌因子）和物理拉伸两种方式促进神经元生长。肌肉细胞在收缩时会释放肌因子，从而促进神经元的生长和成熟。此外，通过机械运动“锻炼”的神经元与暴露于肌因子的神经元生长效果相当。

这些发现揭示了运动在刺激神经生长中的双重作用，为开发针对神经修复和神经退行性疾病的疗法带来了希望。这项研究为通过“运动作为药物”治疗神经损伤开辟了新途径。

关键发现

• 运动释放肌肉生成的信号，促进神经元生长。

• 仅通过机械拉伸神经元也能显著促进其生长。

• 生化和物理的运动效应对神经元健康都至关重要。

研究背景

运动对身体的好处毋庸置疑。定期运动不仅能增强肌肉，还能强化骨骼、血管和免疫系统。如今，麻省理工学院（MIT）的工程师发现，运动在单个神经元水平上也有益处。他们观察到，当肌肉在运动过程中收缩时，会释放一种称为肌因子的生化信号混合物。

研究内容

在肌因子的作用下，神经元的生长距离比未暴露于肌因子的神经元增加了四倍。这些细胞水平的实验表明，运动对神经生长具有显著的生化影响。

令人惊讶的是，研究人员还发现，神经元不仅对运动的生化信号有反应，对其物理影响也有反应。研究团队观察到，当神经元像肌肉在运动中收缩和扩张一样被反复拉伸时，其生长效果与暴露于肌因子的神经元相当。

虽然之前的研究已经表明肌肉活动与神经生长之间存在潜在的生化联系，但这项研究首次表明物理效应同样重要。研究结果揭示了运动过程中肌肉与神经之间的联系，并为修复受损和退化神经的运动相关疗法提供了依据。

研究意义

MIT机械工程系助理教授Ritu Raman表示：“既然我们知道这种肌肉-神经的相互作用存在，它就可以用于治疗神经损伤等疾病，在这些情况下，神经和肌肉之间的通信被切断。也许通过刺激肌肉，我们可以促进神经修复，帮助因创伤或神经退行性疾病而丧失行动能力的人恢复活动能力。”

研究方法

研究团队首先将小鼠肌肉细胞培养成长纤维，然后融合形成一小片成熟的肌肉组织。通过基因改造，这些肌肉组织能在光照下收缩，从而模拟运动的效果。研究人员收集了运动后肌肉组织周围的溶液，其中含有肌因子，并将其转移到含有运动神经元的培养皿中。

研究结果

暴露于肌因子混合物的神经元迅速开始生长，速度是未接受生化溶液的神经元的四倍。基因分析显示，运动诱导的肌因子不仅促进了神经元生长，还增强了其成熟度和功能。

此外，研究人员还通过机械拉伸神经元模拟运动的效果，发现仅通过物理拉伸也能显著促进神经元生长。这表明运动的生化和物理效应对神经元健康同样重要。

未来方向

研究团队计划进一步研究如何通过定向肌肉刺激来生长和修复受损神经，并为患有肌萎缩侧索硬化症（ALS）等神经退行性疾病的患者恢复行动能力。Raman表示：“这是我们理解和控制‘运动作为药物’的第一步。”

关于这项研究

• 作者：Abby Abazorius

• 来源：MIT

• 联系人：Abby Abazorius – MIT

这项研究为运动在神经修复和神经退行性疾病治疗中的应用提供了新的科学依据，展示了运动在细胞水平上的深远影响。