2025-05-19
近日,福建中医药大学康复学科在国际权威期刊Advanced Science发表题为“Muscle-Derived Small Extracellular Vesicles Mediate Exercise-Induced Cognitive Protection in Chronic Cerebral Hypoperfusion”的研究文章(https://doi: 10.1002/advs.202410209)。博士研究生林华伟为本文的第一作者,柳维林教授、陶静教授和陈立典教授为文章的共同通讯作者。
世界卫生组织发布的《关于身体活动和久坐行为的指南》明确指出,有氧运动训练有助于提升认知功能表现,并预防认知功能障碍的发生。但有氧运动如何通过训练外周肌肉对大脑进行“远程操控”仍是个未知的谜题。
福建中医药大学康复研究团队研究发现,运动后骨骼肌会释放一种特殊的细胞外囊泡(EVs),并且这些EVs中装载着解决“跨器官通话”的关键“密钥”—miR-17/20a-5p。这些EVs可通过血液穿过血脑屏障抵达大脑,随后募集于海马神经元,激活mTOR通路,修复神经突触可塑性,改善认知功能障碍。
如果运动受限或者不具备运动条件怎么办呢?研究团队分离运动后产生的骨骼肌源性EVs,反向注射回认知障碍动物模型中发现,其可以有效模拟有氧运动所产生的认知保护作用。但这种方法对EVs的需求量较大,能否在减少EVs用量的情况下保持康复疗效呢?研究团队通过多学科交流探讨,选择给EVs装上“导航系统”—RVG靶向肽,成功构建了靶向脑内且富含miR-17/20a-5p的工程化EVs,在减少EVs用量的情况下发挥了同样的认知保护效果。并进一步研究发现,骨骼肌源性miR-17/20a-5p定位于海马神经元,其通过靶向DEPTOR调控mTOR信号通路,进而改善认知功能障碍。
为了验证研究结果是否具有临床应用价值,研究团队还进行了临床试验。研究发现,长期有氧运动可以上调受试者血清EVs miR-17/20a-5p且调控mTOR信号通路,这些结果提示mTOR可能是运动因子的关键靶点,其在有氧运动介导的脑保护过程中发挥不可或缺的作用。未来或能开发基于工程化EVs的疗法,让无法运动的人也能获得运动的益处。
综上所述,该研究揭示了一种新的肌-脑交流途径,解析了外周运动对中枢神经系统性和内源性修复的作用机制,这些发现有望为未来康复处方的精准化、多元化发展提供了科学依据。