研究背景
在众多矿物质中，除钾、钙、钠、镁等这些常量元素外，硒等微量元素同样不可或缺，它虽然占人体总重量不足万分之一，却是维持健康的必需元素。硒像一颗原子弹，量很小很小，作用和威力却很大，一旦被人们认识和利用，将对人类的健康产生深刻的影响。事实上，硒对于保护神经系统、改善中风症状等方面的效果早有权威文献报道。
成人大脑海马区的神经发生是一个进化上保守的过程，它为大脑提供了一种特殊的结构可塑性和灵活性，从而支持终生学习和记忆。海马齿状回(DG)和侧脑室下区(SVZ)的两个主要的成人神经干细胞龛位有许多共同的特征，但越来越多的证据表明它们受到不同因素的调节。这两个神经源龛的神经前体细胞(NPCs)之间的一个关键区别是：它们对生理刺激(如体育锻炼)的诱导增殖的敏感性是不同的。
关于运动促进成年神经发生并提高认知功能的机理一直是神经发生领域最受关注的热点问题之一。锻炼不仅能提升你的情绪，还能增强大脑创造新神经元的能力。有人认为，运动对全身会产生广泛影响，并可能通过血液系统传递特定因子作为促进神经发生的介质。作为证据，最近有人描述了一种通过放射神经胶质样干细胞周围血管结构相关的通讯途径，其有助于血液传递的因子进入海马神经干细胞。然而，尽管运动的神经发生的增强作用已被大量报道，但这一效应背后的分子机制之前尚不清楚。
2022年2月3日，澳大利亚昆士兰大学脑研究院、德国神经退行性疾病中心和南方科技大学脑研究中心侯圣陶团队联合在顶级代谢期刊Cell Metabolism在线发表了题为 “Selenium mediates exercise-induced adult neurogenesis and reverses learning deficits induced by hippocampal injury and aging”的研究论文。作者揭示了运动介导成年神经发生的全新机制，阐明了硒元素在运动中运动过程中促进大脑神经发生的作用机制。该研证明膳食补充硒对衰老及脑缺血缺氧诱发海马体损伤具有保护作用工作，同时提示在运动的同时注意补充硒元素，可以达到事半功倍的效果！
在这项研究中，作者为了确定运动调节成人海马神经发生的系统机制，将小鼠饲养在标准笼子或跑步轮中4天，然后提取血浆进行了蛋白质组学检测和筛选。最终，作者发现了68种变化最为显著的蛋白质，其中硒蛋白P (SEPP1)是其中上调最显著的蛋白质之一。SEPP1的水平在跑步小鼠的血浆中是对照组的两倍以上。在目前已经鉴定出25种含有硒半胱氨酸残基的哺乳动物硒蛋白中，SEPP1对于维持大脑硒水平最为重要。事实上，与其他含硒蛋白质携带单硒代半胱氨酸，SEPP1含有10个硒代半胱氨酸，可通过其受体低密度脂蛋白LRP8血透过脑屏障为大脑供应硒元素。
另外，2022年2月3日，Science 发表了题为“Widely available supplement may explain brain boost from exercise”的新闻报道，系统介绍了该研究发现和领域进展。
综上所述，本研究发现老鼠在运动过程中会产生一种含硒蛋白质SEPP1，可以帮助它们的大脑长出新的神经元，还可以利用这种元素来帮助扭转由于衰老和脑损伤导致的认知衰退。作者证明，硒作为一种高效的抗氧化物显著降低了海马体齿状回内神经干细胞的氧化应激压力，诱导神经干细胞的增殖与分化为新生神经元，最终提高空间认知功能。进一步实验证明，膳食补充硒代甲硫氨酸起到模拟运动介导神经发生的效果, 并在老龄小鼠及海马体损伤模型小鼠中分别证实了膳食补充硒元素对衰老及脑损伤引起的空间认知障碍的保护效果。
总之，本研究首次发现运动引起在运动过程中大量分泌硒蛋白SEPP1，通过其受体低密度脂蛋白相关蛋白8（LRP8）重塑了机体元素的空间分布，显著提高了脑组织内硒元素的含量。而膳食补充硒代甲硫氨酸可以起到模拟运动介导神经发生的效果, 并在衰老及脑损伤引起的空间认知障碍的中对大脑起到保护效果。
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