雙重國(guó)際期刊《神經(jīng)科學(xué)》以及《Frontiers神經(jīng)科學(xué)子刊》：貝塔酸能夠提高腦源性神經(jīng)生長(zhǎng)因子（BDNF）水平，讓你的腦細(xì)胞更健康地成長(zhǎng)！

隨著年齡的增長(zhǎng)，或是工作強(qiáng)度過(guò)大時(shí)，是否經(jīng)常感覺(jué)到腦細(xì)胞不夠用了？或者說(shuō)，還會(huì)經(jīng)常忘記一些小事？如今似乎有了答案。

或許是你的腦細(xì)胞能量不夠了，或者說(shuō)，腦細(xì)胞需要補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)了！

2018年，一篇發(fā)表在神經(jīng)科學(xué)期刊《Neuroscience》（影響因子=3.6）上的研究表明，貝塔酸（β-羥基丁酸）能夠提升一種細(xì)胞內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)因子——名為，腦源性神經(jīng)生長(zhǎng)因子（BDNF），從而起到保護(hù)神經(jīng)元和調(diào)節(jié)能量代謝的作用，同時(shí)，提高學(xué)習(xí)及記憶能力。

腦源性神經(jīng)生長(zhǎng)因子（Brain-derived neurotrophic factor, BDNF）可以說(shuō)是一種神經(jīng)元在生長(zhǎng)時(shí)必不可少的營(yíng)養(yǎng)因子，不但能夠促進(jìn)神經(jīng)元的分化以及神經(jīng)突觸的形成（有助于傳遞信息），還能夠抑制或緩解神經(jīng)元的程序性死亡。現(xiàn)如今的許多神經(jīng)變性疾病，如老年癡呆癥，都與BDNF水平下降相關(guān)。

來(lái)自西安交通大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，在給小鼠正常喂食飼料的情況下同時(shí)補(bǔ)充貝塔酸（又名DBHB、3HB 、BHBA）可以使小鼠血清及海馬體內(nèi)的BDNF水平顯著上升。

圖注：A-小鼠血清3HB濃度；B-小鼠海馬體內(nèi)3HB濃度；C/D-小鼠海馬體組織內(nèi)的proBDNF和mBDNF水平（均為BDNF蛋白前體）

之后，該研究小組還進(jìn)一步驗(yàn)證了3HB促進(jìn)BDNF蛋白合成的具體機(jī)制，并在《Frontiers》系列的Neuroscience子刊（影響因子=4.7）中發(fā)表了相關(guān)文章。

研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)， 3HB能夠通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的DNA組蛋白修飾比例來(lái)提高細(xì)胞對(duì)bdnf基因的轉(zhuǎn)錄，從而促進(jìn)BDNF蛋白生成。也可以說(shuō)，3HB是可以從源頭上對(duì)BDNF蛋白的產(chǎn)生起到一定的影響，使神經(jīng)細(xì)胞從“出生”到“成熟”的整個(gè)過(guò)程都能獲取足夠的營(yíng)養(yǎng)。

圖注：3HB在細(xì)胞內(nèi)提高BDNF蛋白生成的作用機(jī)制細(xì)節(jié)——通過(guò)不同的胞內(nèi)信號(hào)通路來(lái)

改變DNA組蛋白修飾的比例-增加H3K4me3修飾，降低H2AK119ub1修飾，從而促進(jìn)bdnf基因轉(zhuǎn)錄及對(duì)應(yīng)蛋白合成。

研究者首先利用蛋白印跡試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是在與3HB共培的一代神經(jīng)元還是注射了3HB的小鼠海馬體組織中，BDNF水平都顯著上升。同時(shí)，研究人員還發(fā)現(xiàn)在細(xì)胞核內(nèi)的bdnf基因轉(zhuǎn)錄起始處的兩種組蛋白修飾比例有明顯改變（增加H3K4me3，降低H2AK119ub1），并且該作用與促進(jìn)BDNF蛋白生成相關(guān)。

圖注：3HB可通過(guò)改變DNA組蛋白修飾比例來(lái)提高神經(jīng)元內(nèi)BDNF蛋白的生成。

一代神經(jīng)元內(nèi)的BDNF水平；B-小鼠海馬體內(nèi)的BDNF水平；C/D-位于bdnf基因轉(zhuǎn)錄起始處的蛋白修飾變化。

緊接著，研究人員又對(duì)兩種組蛋白修飾進(jìn)行了更細(xì)一步的蛋白印跡試驗(yàn)，結(jié)果與上述現(xiàn)象相符。無(wú)論是與3HB共培的神經(jīng)元或是注射了3HB的小鼠海馬體組織，組蛋白H3K4me3修飾水平都明顯增高，而另一種H2AK119ub1修飾水平明顯下降。

圖注：A/C-神經(jīng)元的組蛋白H3K4me3修飾增加；B/D-神經(jīng)元的組蛋白H2AK119ub修飾減少。

綜上所述，研究人員給出的合理推測(cè)是：3HB可能是一種可以從細(xì)胞“根基”上守護(hù)大腦神經(jīng)元的能量物質(zhì)，并通過(guò)激活不同的胞內(nèi)信號(hào)通路刺激神經(jīng)元營(yíng)養(yǎng)因子BDNF的產(chǎn)生，讓我們的神經(jīng)元更健康的生長(zhǎng)！

這樣一來(lái)，神經(jīng)元擁有了3HB便等同于擁有了更多的養(yǎng)分，不僅能夠緩解腦細(xì)胞過(guò)度的疲憊，也能夠成為一種預(yù)防許多神經(jīng)性疾病的良好方案！

參考文獻(xiàn)：

1、Di Rosa MC et al., The Pleiotropic Potential of BDNF beyond Neurons: Implication for a Healthy Mind in a Healthy Body. Life. 2021, 11(11): 1256.

2、Hu E et al., Beta-hydroxybutyrate Promotes the Expression of BDNF in Hippocampal Neurons under Adequate Glucose Supply. Neuroscience 2018, 386: 315–325.

3、Hu E et al., Beta-Hydroxybutyrate Enhances BDNF Expression by Increasing H3K4me3 and Decreasing H2AK119ub in Hippocampal Neurons. Front Neurosci 2020, 14: 591177.

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