トレッドミルの運動は、海馬の神経新生と学習と記憶に対する末梢リポ多糖の抑制効果に対抗します

新しいニューロンは、生涯を通じて海馬下顆粒帯で継続的に生成され、神経新生の量は海馬依存性機能と相関することが示唆されています。神経新生プロセスを調節するために、いくつかの外因性刺激が知られています。その中で、運動は神経新生と脳機能に有利な影響を及ぼしますが、炎症は反対を示しています。ここでは、中程度のランニングエクササイズが歯科の末梢リポ多糖（LPS）障害の神経新生を正常に回復したことを示しました。LPS治療は神経分化を妨害しましたが、増殖ではありませんでした。運動トレーニングは、神経幹細胞の増殖とニューロンへの分化の両方を促進しました。興味深いことに、運動は、脳由来の神経栄養因子とその受容体であるTRKBのLPS削減レベルを補充し、水迷路でLPSを妨げたパフォーマンスを救出しました。一方、腫瘍壊死因子アルファとインターロイキン-1BETAのLPS誘発アップレギュレーションは変化しませんでした。結論として、我々の発見は、運動を実行することで、LPSが妨げられた海馬神経新生と学習と記憶のパフォーマンスを効果的に改善することが示唆されています。ランニングエクササイズのこのような有利な効果は、炎症反応の変化によるものではなく、おそらくLPSのない脳由来の神経栄養因子シグナル伝達経路を回復することによるものです。

New neurons are continuously generated in hippocampal subgranular zone throughout life, and the amount of neurogenesis is suggested to be correlated with the hippocampus-dependent function. Several extrinsic stimuli are known to modulate the neurogenesis process. Among them, physical exercise has advantageous effects on neurogenesis and brain function, while inflammation shows the opposite. Herein we showed that a moderate running exercise successfully restored the peripheral lipopolysaccharide (LPS)-impaired neurogenesis in the dentate area. LPS treatment obstructed neuronal differentiation, but not proliferation. Exercise training facilitated both the proliferation of the neural stem cells and their differentiation into neurons. Interestingly, exercise replenished the LPS-reduced levels of brain-derived neurotrophic factor and its receptor, TrkB, and rescued the LPS-disturbed performance in water maze; while the LPS-elicited up-regulation of tumor necrosis factor-alpha and interleukin-1beta remained unaltered. In conclusion, our findings suggest that running exercise effectively ameliorates the LPS-disturbed hippocampal neurogenesis and learning and memory performance. Such advantageous effects of running exercise are not due to the alteration of inflammatory response, but possibly by the restoring the LPS-lessened brain-derived neurotrophic factor signaling pathway.