中科大《Cell》發文：曬太陽有助於提高學習能力

來自專欄 DeepTech深科技

太陽光中的紫外線是造成皮膚癌的主要原因之一，但它也能給人類健康帶來好處，比如促進維生素D的合成和改善情緒。根據 5 月 17 日發表在 Cell 上的一篇報告，紫外線還有一個我們都意想不到的好處——增強大腦的學習和記憶功能。

來自中國科學技術大學的研究人員發現，紫外線的照射可激活小鼠大腦細胞中的一條分子通路，促進谷氨酸的生成，從而增強小鼠的學習和記憶能力。

圖丨本文的作者及其單位均來自中國

「這項研究為最近提出的關於紫外線能調節大腦和中樞神經內分泌系統的理論提供了證據，因此備受關注。」 阿拉巴馬大學的皮膚科醫生Andrzej Slominski在寫給The Scientist中的電子郵件稱。

「這篇論文將大腦和皮膚聯繫了起來，很有趣而且也很『及時』。」 都柏林大學生物醫學工程中心的皮膚科學家Martin Steinhoff指出，「作者進行了一個有趣的觀察，將中等強度的紫外線照射和尿刊酸分子聯繫起來。他們猜想尿刊酸分子能進入大腦，激活谷氨醯胺能神經元釋放谷氨酸，從而增強記憶和學習能力。

雖然這個發現很吸引人，實驗設計很嚴謹也很詳細，馬薩諸塞州總醫院和哈佛醫學院的皮膚科醫生David Fisher說：「但這並不意味著紫外線對人類是有好處的。綜合來看，紫外線還是危險的。」

來自中國科學技術大學教授熊偉是該研究的領導者。他表示，這項研究是偶然發現的結果，起先他並沒有要研究紫外線對大腦或皮膚-大腦連接影響的意圖。但團隊通過自主開發的質譜技術，意外發現神經元細胞中存在尿刊酸——一種在紫外線照射下皮膚細胞產生的分子。

「我們沒有找到任何有關這個發現的文獻，這讓我們感到非常意外」，他寫道。

儘管沒有相關的研究可以做參考，團隊還是決定看看紫外線照射是否能夠增加大腦中尿刊酸的含量。他們用低劑量的紫外線（能引起人類皮膚晒傷的強度）照射剃毛後的小鼠2小時，然後對小鼠的腦細胞進行質譜分析。果然，和對照組相比，紫外線照射後的小鼠神經元中的尿刊酸水平增加。

在皮膚中，尿刊酸通過吸收紫外線，能削弱紫外線對皮膚的傷害。但在肝臟和其他外周組織中，尿刊酸則被認為是組氨酸——谷氨酸轉化的中間分子。考慮到谷氨酸在大腦中是一種興奮性神經遞質，魏雄和他的同事猜想，神經元中呈紫外線依賴性的尿刊酸含量增加是否與谷氨酸增加有關呢？實驗發現兩者確實有關。

接下來，研究小組發現，和對照組相比，紫外光增強了小鼠腦組織切片中谷氨醯胺能神經元之間的電傳遞。但是，當研究人員抑制將尿刊酸轉化為谷氨酸的尿刊酸酶活性後，這種紫外線誘導的效應不復存在，這表明尿刊酸確實是紫外線誘導的谷氨醯胺活性增強的中間分子。

最後，研究小組還發現，和對照組相比，暴露於紫外線的小鼠在運動學習和識別記憶任務方面表現更好。並且，和上面的結果一致的是，用尿刊酸酶抑製劑處理小鼠後，紫外線照射引起的學習和記憶增強效應也不復存在了。此外，和紫外線照射一樣，直接向小鼠中注射尿刊酸也能改善小鼠的學習和記憶情況。

鑒於鼠類主要在夜間活動，很少接觸紫外線，和人類有著較大的不同，因此現在還不確定這項發現是否適用於人類。但是，Fisher說，如果適用，我們就不用擔心紫外線帶來的損害了，因為只需使用尿刊酸就能達到紫外線照射帶來的學習和記憶功能增強效果。

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