长期锻炼身体对心脏有好处？外泌体miR-342-5p来解释 | 四军...

Johnny · 发表于 2019-3-19 20:12:26

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长期锻炼身体对心脏有好处？外泌体miR-342-5p来解释 | 四军大最新发现【Circulation Research】

生命在于运动，那么为什么锻炼身体会有益于心脏健康呢？来看四军大高峰教授、王立峰组发表在Circulation Research杂志的最新发现。

我们都知道，运动训练不仅可以降低心血管疾病的危险因素，还可以提供直接的内源性心血管保护。然而，运动对心脏保护作用的潜在机制仍不清楚。已有研究报道负责运动诱导的心脏保护的机制包括内在的心肌变化，例如细胞溶质抗氧化能力的增加和线粒体表型的改变，以及心肌系统中的肌肉介导的代谢和抗炎作用。肌肉因子（Myokines）引起了人们的极大关注，因为据报道，肌肉衍生的分子具有旁分泌和内分泌作用，它们负责协调运动的多系统效应。因此，对肌细胞因子的研究近年来一直是人们关注的焦点；然而，关于运动衍生的肌细胞因子的作用的性质和机制的许多问题仍未得到回答。

外泌体是由大多数细胞类型分泌的小（30-100 nm）内源性膜囊泡，已被证明通过包括蛋白质、mRNA和非编码RNA（如miRNA）在内的多种信号分子的传递在介导细胞间通讯和器官之间的串扰中发挥重要作用。外泌体已经成为促进细胞间通讯和介导干细胞在心血管系统中的治疗效果的新元素。据报道，从缺血性小鼠后肢分离的微粒（microparticles）在注射到天然缺血性肢体时促进血管生成。Yellon等提出外泌体可以作为远程缺血预处理诱导的心脏保护因子的载体。最近，据报道，在人类进行一次运动后，循环外泌体立即增加，并且这些外泌体可能参与运动介导的适应过程。这些研究结果表明，运动诱导外泌体释放到循环中可能在运动赋予的心血管益处中发挥作用。鉴于循环外泌体反映了身体的生理和病理生理状况，并且数量惊人，大约为1010 mL-1，因此有必要探索运动衍生的循环外泌体的功能效应，尤其是外泌体在长期运动中诱导心脏保护作用。

第四军医大学的高峰、王立峰组在最新的Circulation Research上发表文章，报道了长期运动衍生的循环外泌体传递心脏保护信号，并鉴定外泌体miR-342-5p作为一种新的心脏保护性运动因子对抗大鼠心肌缺血/再灌注（MI/R）损伤。

方法和结果：在有或没有运动训练的情况下从志愿者的血浆中分离循环外泌体；从持续4周游泳运动或久坐不动的同窝大鼠血浆中提取外泌体。尽管与缺乏运动的对照相比，运动后24小时的大鼠的总循环外泌体水平没有显著变化，但来自运动大鼠分离的血浆外泌体提供了对MI/R损伤的显著保护。miRNA测序结合qRT-PCR验证鉴定了来自运动大鼠循环外泌体的12种差异表达的miRNAs，其中miR-342-5p是最有效的心脏保护分子。重要的是，在运动训练的人类志愿者中也观察到心脏保护作用和外泌体miR-342-5p的升高。此外，抑制miR-342-5p显著减弱了运动来源的循环外泌体对缺氧/复氧心肌细胞的保护作用；通过AAV9介导的基因递送对miR-342-5p的体内心脏特异性抑制减弱了运动在MI/R大鼠中提供了心脏保护作用。机制上，miR-342-5p通过靶向Caspase 9和Jnk2抑制缺氧/复氧诱导的心肌细胞凋亡；它还通过靶向磷酸酶基因Ppm1f增强存活信号传导（p-Akt）。值得注意的是，运动训练或层流剪切应力直接增强了内皮细胞中miR-342-5p的合成。

新意和重要性

What Is Known?

运动通过诸如骨骼肌分泌的生物活性分子（即，肌细胞因子）的机制发挥有益的心血管作用。
许多细胞类型分泌的外泌体携带信号分子，介导细胞间通讯并调节受体细胞的多种功能。
运动释放介导其急性效应的外泌体。

What New Information Does This Article Contribute?

长期运动诱导的外泌体发挥持续的心脏保护作用，表明运动相关心脏保护作用的新机制。
运动诱导的循环外泌体miRNA，尤其是主要由血流量增加或流体剪切应力引起的血管内皮细胞释放的miR-342-5p，作为一类新的心脏保护性运动因子（exerkines）。

运动训练不仅可以降低心血管疾病风险，还可以提供直接的内源性心血管保护。然而，运动的心脏保护作用的潜在机制仍不清楚。该研究发现长期运动诱导的循环外泌体介导了对心肌缺血/再灌注损伤的持续的心脏保护作用。外泌体携带心脏保护信号，其中外泌体miR-342-5p被鉴定为新的exerkine，其抑制凋亡信号传导（Caspase9和Jnk2）并增强缺血/再灌注心脏中的存活信号传导（p-Akt）。有趣的是，外泌体miR-342-5p主要从由这种简单的机械力触发的血管内皮细胞释放，即增加的血流相关剪切应力，表明运动相关心脏保护中血管和心脏之间的串扰。这些发现表明，增加循环外泌体miR-342-5p以通过内源性刺激或用修饰的外泌体补充来实现心脏保护，对于那些体力活动受限的人具有治疗潜力。

参考文献：

Hou Z, Qin X, Hu Y, Zhang X, Li G, Wu J, Li J, Sha J, Chen J, Xia J, Wang L, Gao F. Longterm Exercise-Derived Exosomal miR-342-5p: A Novel Exerkine for Cardioprotection. Circ Res. 2019 Mar 18. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.118.314635. [Epub ahead of print]

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