朱啟娥 葉啟發(fā) 楊翼

1武漢體育學(xué)院研究生部（湖北430079）

2湖北科技學(xué)院（湖北咸寧437100）

3武漢大學(xué)中南醫(yī)院（湖北430030）

4武漢體育學(xué)院健康科學(xué)學(xué)院（湖北430079）

外泌體的心血管保護(hù)作用及其在運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域的研究進(jìn)展

朱啟娥1，2葉啟發(fā)3楊翼4

1武漢體育學(xué)院研究生部（湖北430079）

2湖北科技學(xué)院（湖北咸寧437100）

3武漢大學(xué)中南醫(yī)院（湖北430030）

4武漢體育學(xué)院健康科學(xué)學(xué)院（湖北430079）

外泌體是由多種細(xì)胞分泌的雙層膜結(jié)構(gòu)的囊泡樣小體，是實(shí)現(xiàn)細(xì)胞間物質(zhì)及信息傳遞的重要媒介物。外泌體對心血管系統(tǒng)作用明顯，可能成為心血管損傷潛在的生物標(biāo)記和治療靶點(diǎn)。目前認(rèn)為，外泌體攜帶的遺傳物質(zhì)微小RNA（microRNA）是其發(fā)揮生物學(xué)功能的關(guān)鍵物質(zhì)，其中miR-126可促進(jìn)血管新生和損傷修復(fù)，而miR-155、miR-143、miR-145則在心血管病理過程中高表達(dá)。運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致循環(huán)系統(tǒng)外泌體數(shù)量迅速增加可能是運(yùn)動(dòng)促進(jìn)心血管健康的調(diào)控靶標(biāo)。

外泌體；微小RNA；心血管疾??；運(yùn)動(dòng)；調(diào)控

外泌體（exosomes，EXs）是由細(xì)胞分泌的納米級(jí)雙層膜囊泡，絕大多數(shù)EXs直徑介于40～100 nm之間[1，2]，由Johnstone等[3]于上世紀(jì)八十年代發(fā)現(xiàn)并命名。由于受到檢測技術(shù)的限制，EXs被發(fā)現(xiàn)后的十余年間并未得到廣泛的研究與重視，直至納米分析技術(shù)的成熟運(yùn)用才為研究EXs提供了條件，使得這個(gè)微小的膜囊泡逐漸成為生物和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。人們發(fā)現(xiàn)，EXs與很多病理情況密切相關(guān)，如腫瘤細(xì)胞分泌的EXs會(huì)促進(jìn)腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移，而腫瘤周圍組織分泌的EXs則具有殺傷腫瘤細(xì)胞的能力[4]，隨著對EXs研究的不斷深入，EXs在心血管疾病中的生物學(xué)作用也日益受到廣泛關(guān)注。鑒于心血管疾病的普遍高發(fā)和嚴(yán)重性，以及運(yùn)動(dòng)在防治心血管疾病中的重要作用，本文對EXs在心血管疾病中的保護(hù)作用及其在運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域的研究進(jìn)展做一綜述。

1 外泌體概述

細(xì)胞外囊泡（extracellular vesicles，EVs）是細(xì)胞分泌釋放的一類具有生物學(xué)活性的小囊泡，可分為細(xì)胞膜微囊泡（microvesicles，MVs）和外泌體（exosomes，EXs）兩大類[5]，可根據(jù)其大小和內(nèi)容物進(jìn)行鑒別，MVs 比EXs稍大，直徑介于100～1000 nm之間[2]。EXs的關(guān)注度較高，它由脂雙層膜圍繞，并攜帶一些蛋白質(zhì)和遺傳物質(zhì)；EXs的膜脂成分與細(xì)胞膜不同，包括膽固醇、甘油二酯、鞘脂、磷脂、甘油磷脂、聚甘油磷脂等，這使得EXs膜比質(zhì)膜更具剛性，膜上還有前列腺素、白三烯等生物活性物質(zhì)和產(chǎn)生脂質(zhì)的酶。EXs膜脂成分除具有結(jié)構(gòu)功能外，還能夠在其生物發(fā)生過程中實(shí)現(xiàn)對神經(jīng)酰胺的傳遞[6]，并且具有識(shí)別和內(nèi)化的作用[7]。EXs中最常見的是膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和膜融合蛋白，如CD63、CD81、CD82、CD9、某些熱休克蛋白、GTP酶，還有骨架蛋白、信號(hào)蛋白、白蛋白等。蛋白表達(dá)水平與母細(xì)胞類型和環(huán)境條件有關(guān)，主要組織相容性復(fù)合體（major his?tocompatibility complexes，MHCs）也是EXs膜上的重要標(biāo)志物。EXs中還含有豐富的RNA，如miRNA和tRNA，EXs中RNA種類和數(shù)量也與母細(xì)胞類型有關(guān)，但并不完全取決于母細(xì)胞本身RNA特征[8-10]，目前為止，對EXs中RNA分選、包裝和釋放過程還知之甚少。

多種細(xì)胞均可分泌EXs，如間充質(zhì)干細(xì)胞、T細(xì)胞、B細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞等。分泌從細(xì)胞質(zhì)膜的內(nèi)陷開始，第一次內(nèi)陷產(chǎn)生內(nèi)泌體（endosomes），第二次是內(nèi)泌體膜內(nèi)陷，產(chǎn)生多囊泡體（multi-vesicular bodies，MVBs），MVBs腔內(nèi)囊泡即為外泌體前體，當(dāng)MVBs膜與細(xì)胞質(zhì)膜融合時(shí)，外泌體前體被釋放進(jìn)入胞外空間，即成為外泌體（圖1）。細(xì)胞釋放EXs與其所處的環(huán)境有關(guān)，如T細(xì)胞釋放EXs與T細(xì)胞受體活性有關(guān)[11]，當(dāng)與同源T細(xì)胞相互作用時(shí)，B細(xì)胞會(huì)增加EXs的釋放[12]。EXs可出現(xiàn)在多種體液中，如血液、尿液、乳汁、關(guān)節(jié)滑液、羊膜液等。通過膜融合、內(nèi)吞作用或受體調(diào)節(jié)的內(nèi)陷作用，EXs得以進(jìn)入受體細(xì)胞[13]。

作為信號(hào)分子，EXs在細(xì)胞間相互交流中扮演重要角色。由于EXs仍保留有母細(xì)胞的大部分生物特征，并與其所包含的特異性內(nèi)容物及所處的微環(huán)境密切相關(guān)，所以不同細(xì)胞來源的EXs功能具有特異性。它既能在分泌細(xì)胞附近發(fā)揮作用，又能隨血液循環(huán)至靶細(xì)胞而實(shí)現(xiàn)長距離的信號(hào)傳遞。EXs可穿過血腦屏障[14，15]，其內(nèi)容物miRNA可不被RNase降解[8]?？梢?，EXs在細(xì)胞間傳遞信息有其自身的特點(diǎn)與優(yōu)勢。通常，可使用離心和過濾的方法初步收集細(xì)胞外囊泡，再根據(jù)EXs直徑大小利用納米示蹤技術(shù)和透射電鏡進(jìn)一步篩選，最后根據(jù)EXs所含的標(biāo)志蛋白，利用蛋白質(zhì)免疫印跡技術(shù)對其進(jìn)行定性和半定量測定，EXs的研究技術(shù)也處于快速發(fā)展和進(jìn)步之中。

圖1 外泌體形成過程示意圖（引自Turturici等[13]的文獻(xiàn)，略做修改）

2 外泌體對心血管的保護(hù)作用

2.1 外泌體與心肌損傷

來源于各種干細(xì)胞，如心臟干細(xì)胞（cardiac pro?genitor cells，CPCs）、間充質(zhì)干細(xì)胞（mesenchymal stem cells，MSCs）、造血干細(xì)胞（hematopoietic stem cells，HSCs）的EXs和缺血預(yù)適應(yīng)過程中循環(huán)EXs對心肌具有保護(hù)作用，而處于病理狀態(tài)的細(xì)胞分泌的EXs則有相反作用。有研究證實(shí)，CPC-EXs能以旁分泌的方式激活抗凋亡信號(hào)，阻止心肌凋亡并改善損傷后的心功能[16]。體外研究也發(fā)現(xiàn)，CPC-EXs減輕了氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的Caspase3/7的活性，若將CPC-EXs運(yùn)送至成人缺血再灌注損傷模型中，對細(xì)胞凋亡有明顯的抑制效果[17]?？梢姡肅PC-EXs處理缺血再灌注損傷的心肌，可減輕心肌損傷，改善心肌功能，但CPC-EXs發(fā)揮修復(fù)作用的內(nèi)容物及具體機(jī)制都有待進(jìn)一步闡明。Arslan等[18]發(fā)現(xiàn)MSC-EXs能夠減少小鼠缺血再灌注導(dǎo)致心肌損傷的面積和減輕炎癥反應(yīng)，并認(rèn)為MSC-EXs治療心肌損傷潛力很大。HSCs能夠改善心臟機(jī)能，這在動(dòng)物模型和人類疾病中都已得到證實(shí)。Sahoo等[19]觀察到，與CD34+干細(xì)胞相同，CD34+-EXs可通過增強(qiáng)內(nèi)皮細(xì)胞活性、增殖和管形成能力而促進(jìn)血管再生?？梢?，CD34+干細(xì)胞發(fā)揮功能與CD34+-EXs密切相關(guān)。與此觀點(diǎn)相似，有研究認(rèn)為[20，21]，CD34+細(xì)胞在缺血再灌注后發(fā)揮有益作用可能是通過CD34+-EXs調(diào)節(jié)血管再生因子傳遞至周圍細(xì)胞而引發(fā)的。

EXs作為囊泡家族的重要成員，廣泛參與母細(xì)胞與受體細(xì)胞的信息交流，進(jìn)而影響受體細(xì)胞的生物學(xué)功能。研究表明，EXs在心肌修復(fù)中起關(guān)鍵作用[22，23]，并被認(rèn)為是治療心肌損傷的潛在靶點(diǎn)[22]?，F(xiàn)已證實(shí)，缺血預(yù)適應(yīng)對心肌缺血再灌注損傷具有明顯的保護(hù)作用，但確切機(jī)制仍未闡明。據(jù)報(bào)道，在心肌缺血預(yù)適應(yīng)過程中，血漿EXs水平升高，而且，此時(shí)分泌的EXs中富含IGF-1受體和miR-29c[24]。胰島素樣生長因子1 （insulin-like growth factor 1，IGF-1）在促進(jìn)組織生長及修復(fù)中的積極作用是確切的，而miR-29c也已被證明具有抗肝纖維化的作用，這或許就是缺血預(yù)適應(yīng)的保護(hù)機(jī)制之一。心肌重塑的機(jī)制十分復(fù)雜，尚未完全了解清楚。有研究認(rèn)為，EXs在心肌重塑中起著重要作用[25]，其發(fā)揮作用是通過在祖細(xì)胞與心肌細(xì)胞之間扮演信使的角色實(shí)現(xiàn)的[23，25]。盡管EXs在心肌修復(fù)與重塑中發(fā)揮重要作用，但其作用機(jī)制還不清楚，值得深入研究，以發(fā)掘更多的抗心肌損傷途徑。

2.2 外泌體與血管損傷

EXs在腫瘤等多種疾病中發(fā)揮有益效應(yīng)，但其對血管修復(fù)與再生的作用報(bào)道較少。Chen等[26]認(rèn)為，來自于細(xì)胞膜的小囊泡包含EXs，是治療血管疾病的潛在靶點(diǎn)。Li等[27]從人臍帶血中分離出來自于內(nèi)皮祖細(xì)胞（endothelialprogentitorcell，EPC）的 EXs（EPCEXs），并觀察其對大鼠血管損傷的影響，結(jié)果表明，EPC-EXs能夠被優(yōu)先募集到血管的受損部位，并被內(nèi)化至內(nèi)皮細(xì)胞，產(chǎn)生強(qiáng)烈的再生效應(yīng)，在血管損傷早期加速再內(nèi)皮化，并且EPC-EXs能夠調(diào)節(jié)多種血管生成相關(guān)基因的表達(dá)，通過積極調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞功能而減輕血管損傷。Kalani等[28]將用同型半胱氨酸處理的大鼠腦內(nèi)皮細(xì)胞作為腦血管損傷模型，觀察姜黃素處理的細(xì)胞分泌的EXs對其的影響，發(fā)現(xiàn)EXs減輕了氧化應(yīng)激和由高同型半胱氨酸水平誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞損傷而致的高內(nèi)皮細(xì)胞膜滲透性，并認(rèn)為姜黃素處理的EXs有可能成為治療腦部疾病的潛在方法。此外，有報(bào)道認(rèn)為，EPC-Exs可通過增強(qiáng)內(nèi)皮細(xì)胞功能而促進(jìn)血管修復(fù)[27]。EXs對心血管的保護(hù)作用如圖2所示。

3 外泌體是心血管損傷的潛在標(biāo)記物

EXs及其內(nèi)容物對感染等應(yīng)激非常敏感，心血管組織在受損情況下可加速分泌EXs，此時(shí)EXs作為組織損傷的促進(jìn)因素而使病情惡化。有研究發(fā)現(xiàn)，心肌細(xì)胞在應(yīng)激情況下會(huì)上調(diào)EXs的分泌量并改變其內(nèi)容物成分，使其中富含促炎癥因子和促凋亡因子，如熱休克蛋白60（heat shock protein60，HSP60）和腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor α，TNF-α）[30]，這些因素會(huì)進(jìn)一步加劇炎癥反應(yīng)，擴(kuò)大受損面積和導(dǎo)致細(xì)胞死亡。成纖維細(xì)胞是構(gòu)成心肌的主要成分，致病性EXs對其表型的調(diào)控作用也非常明顯。有研究證實(shí)，成纖維細(xì)胞分泌的EXs誘導(dǎo)了心肌肥大發(fā)生[31]。在2型糖尿病心血管病變中，高血糖改變了EXs的釋放量，2型糖尿病大鼠血清EXs中富含miR-320，這些miR-320被內(nèi)皮細(xì)胞吸收后，會(huì)阻止內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、遷移和管形成，如果加入EXs生物合成抑制劑GW4869，則不會(huì)出現(xiàn)上述結(jié)果[32]。上述研究充分表明了EXs可作為心血管損傷的潛在標(biāo)記物，但是對于不同損傷類型的特定標(biāo)記物的確定和評(píng)價(jià)方法仍需更多的數(shù)據(jù)加以佐證。

圖2 外泌體心血管保護(hù)作用示意圖（引自Ailawadi等[29]的文獻(xiàn)，略做修改）

4 外泌體中發(fā)揮心血管保護(hù)作用的miRNA

EXs功能的發(fā)揮與其內(nèi)容物蛋白質(zhì)，以及mRNA、miRNA的傳遞作用密切相關(guān)。miRNA是長度約19～22個(gè)核苷酸的非編碼RNA，通過與mRNA的3’端非編碼區(qū)相結(jié)合而調(diào)節(jié)基因表達(dá)，是翻譯后水平調(diào)節(jié)的重要機(jī)制，參與細(xì)胞增殖、遷移、分化、凋亡等多種生物學(xué)過程。一個(gè)miRNA能夠調(diào)節(jié)幾百個(gè)mRNA和蛋白質(zhì)的表達(dá)[33，34]，因此在許多生理病理過程中發(fā)揮重要作用。EXs能吸收一些miRNA并將其運(yùn)送至靶細(xì)胞，也能釋放miRNA進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)。一些研究表明，EXs通過傳遞miRNA實(shí)現(xiàn)細(xì)胞間的相互交流[35，36]，但其細(xì)胞來源及具體作用機(jī)制有待闡明。

4.1 miR-126

EXs攜帶的miRNA中，miR-126和miR-155與心血管損傷和修復(fù)的關(guān)系最為密切。miR-126是內(nèi)皮特異性miRNA，在血管再生的控制和保持血管完整性方面的作用已被公認(rèn)[37-39]，可促進(jìn)血管新生，并與新生血管的存活、形成和維持有關(guān)，在促血管生成因子中高表達(dá)[38，39]，這些對于損傷組織的修復(fù)是必不可少的。內(nèi)皮祖細(xì)胞（EPCs）、內(nèi)皮細(xì)胞（endothelial cells，ECs）、平滑肌細(xì)胞（smooth muscle cells，SMCs）間的正常交流對于保障血管穩(wěn)態(tài)平衡至關(guān)重要，miR-126能夠維持這些細(xì)胞的正常功能。體外研究發(fā)現(xiàn)，miR-126可調(diào)節(jié)多種與ECs生物活性相關(guān)的生理過程，包括細(xì)胞遷移、細(xì)胞骨架的組織、毛細(xì)血管的穩(wěn)定性及細(xì)胞存活；在體內(nèi)，敲除斑馬魚的miR-126會(huì)導(dǎo)致血管完整性缺失和大出血[37，40，41]。上述研究結(jié)果表明，miR-126可促進(jìn)損傷組織修復(fù)，在心血管損傷中可起到有益作用。

4.2 miR-155

miR-155參與多種疾病的發(fā)生和發(fā)展，如腫瘤、免疫和炎癥反應(yīng)，其作用與miR-126恰好相反，在一些病理情況下高表達(dá)。炎癥因子TNF-α可促使成纖維細(xì)胞、巨噬細(xì)胞中miR-155表達(dá)上調(diào)[42]，糖尿病患者腎臟及高糖處理的人腎小球內(nèi)皮細(xì)胞損傷模型中miR-155表達(dá)也上調(diào)[43]。有研究認(rèn)為，miR-155的靶基因是內(nèi)皮細(xì)胞一氧化氮合酶（endothelial cells nitric oxide syn?thase，eNOS），在人臍靜脈ECs中過表達(dá)miR-155可使eNOS表達(dá)下調(diào)，進(jìn)而導(dǎo)致NO含量下降，最終使血管舒張功能受損[44]?？梢?，miR-155在損傷組織中高表達(dá)，可加重組織功能受損，不利于心血管損傷的修復(fù)。

4.3 其它miRNA

據(jù)報(bào)道，EXs中miR-143和miR-145水平變化與血管功能異常有關(guān)[45，46]。心血管病變是糖尿病的主要并發(fā)癥，有半數(shù)以上糖尿病患者死于心血管疾病。2型糖尿病患者血液及平滑肌中miR-143和miR-145水平升高，miR-143和miR-145通過作用于抑癌基因人類Krüppel樣因子4（Krüppel-like factor 4，KLF-4）和IGF-1而影響血管平滑肌的正常功能[47]，高糖及炎癥因子TNF-α均可使miR-143和miR-145表達(dá)上調(diào)[48]，可見miR-143和miR-145在糖尿病血管穩(wěn)態(tài)失衡中發(fā)揮重要作用。此外，EXs中miR-22、miR-34a對心肌缺血再灌注損傷也具有保護(hù)作用[49，50]。

5 運(yùn)動(dòng)對外泌體的調(diào)控作用

5.1 運(yùn)動(dòng)對EXs釋放的影響

運(yùn)動(dòng)對EXs影響的研究剛剛開始，主要集中于循環(huán)系統(tǒng)EXs，運(yùn)動(dòng)可使EXs生理釋放量增多。運(yùn)動(dòng)期間，紅細(xì)胞、單核細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞都釋放EXs，導(dǎo)致循環(huán)系統(tǒng)EXs增加。有學(xué)者研究了運(yùn)動(dòng)中EXs的釋放動(dòng)力學(xué)，結(jié)果表明：EXs的釋放時(shí)間早于個(gè)體乳酸閾，釋放速度也快于腎上腺素和去甲腎上腺素[51-53]。故EXs在運(yùn)動(dòng)起始階段即已開始釋放，與乳酸的大量堆積沒有直接聯(lián)系。HSP70和游離DNA（cellfree DNA，cfDNA）都是運(yùn)動(dòng)后被釋放進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)的物質(zhì)。HSP70是急性運(yùn)動(dòng)應(yīng)激反應(yīng)的可靠標(biāo)記物[54，55]，cfDNA與過度訓(xùn)練和運(yùn)動(dòng)疲勞有關(guān)，其在運(yùn)動(dòng)后增加的特征與血乳酸相似[56]。研究者們對運(yùn)動(dòng)后EXs和HSP70、cfDNA的釋放情況進(jìn)行了觀察。Beninson等[57]在檢測尾部電刺激大鼠血液中EXs和HSP70時(shí)發(fā)現(xiàn)，EXs的釋放先于HSP70，后者的釋放對EXs具有依賴性。一項(xiàng)對人在遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)中EXs和cfDNA的研究也認(rèn)為EXs的釋放快于cfDNA[58]。

EXs的恢復(fù)動(dòng)力學(xué)與運(yùn)動(dòng)方式有關(guān)。Frühbeis等[58]對12名每周至少進(jìn)行3次運(yùn)動(dòng)的健康男性志愿者進(jìn)行遞增負(fù)荷跑臺(tái)和功率自行車運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩種運(yùn)動(dòng)方式均能導(dǎo)致EXs快速釋放，但騎車運(yùn)動(dòng)后90 min恢復(fù)期內(nèi)EXs能較快清除，而跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)后EXs水平比較穩(wěn)定，90 min內(nèi)未見明顯清除，并認(rèn)為EXs可能是運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)和適應(yīng)過程中潛在的長距離信號(hào)分子。

上述研究表明，EXs在運(yùn)動(dòng)中被大量釋放，且在運(yùn)動(dòng)早期即被激發(fā)，釋放速度也快于HSP70和cfDNA，EXs的恢復(fù)與運(yùn)動(dòng)方式有關(guān)，可見EXs對運(yùn)動(dòng)應(yīng)激非常敏感，并且其變化具有自身特點(diǎn)。雖然EXs在運(yùn)動(dòng)中的具體作用還不十分明確，但運(yùn)動(dòng)造成的身體應(yīng)激狀態(tài)很可能是導(dǎo)致EXs釋放的因素，這或許也是機(jī)體對運(yùn)動(dòng)應(yīng)激的適應(yīng)性反應(yīng)。

5.2 運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)EXs及對心血管的保護(hù)作用

雖然運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致EXs大量釋放的具體機(jī)制并不清楚，但目前主流觀點(diǎn)認(rèn)為EXs的大量釋放可減輕心血管疾病，對機(jī)體健康有利。Fiuza-Luces等[59]觀察了運(yùn)動(dòng)對EXs的影響和糖尿病心血管并發(fā)癥的療效，認(rèn)為運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致EXs的釋放可減輕糖尿病心血管并發(fā)癥。Hergenreider等[60]的研究結(jié)果表明，運(yùn)動(dòng)可刺激EXs大量釋放，并從ECs傳遞至平滑肌細(xì)胞（smooth muscle cells，SMCs），具有調(diào)節(jié)抗動(dòng)脈粥樣硬化的作用。運(yùn)動(dòng)不但能夠通過促進(jìn)EXs的分泌而實(shí)現(xiàn)對心血管的保護(hù)，并且能夠通過調(diào)節(jié)miRNA的數(shù)量而對心血管發(fā)揮有益作用。Fernandes等[61]對12周齡雄性高血壓大鼠進(jìn)行了為期10周的游泳耐力訓(xùn)練，結(jié)果發(fā)現(xiàn)耐力運(yùn)動(dòng)使比目魚肌中miR-16和miR-21水平降低，miR-126水平升高，這種變化與血管再生之間存在明顯相關(guān)性，表明血管的新生依賴于耐力運(yùn)動(dòng)帶來的miRNA水平變化。另有研究表明，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練通過增加EXs的分泌量而使基質(zhì)金屬蛋白酶9（matrix metalloprotein-9，MMP9）沉默，進(jìn)而抑制病理性心肌重塑[62]。目前并無有效方法控制病理性心肌重塑，運(yùn)動(dòng)或許能夠作為MMP9的抑制物質(zhì)而減輕心肌損傷。

由此可見，運(yùn)動(dòng)可通過調(diào)節(jié)EXs和miRNA的水平而發(fā)揮對心血管的保護(hù)作用，是運(yùn)動(dòng)促進(jìn)心血管健康的又一途徑，這或許是運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)的心血管保護(hù)效應(yīng)的潛在機(jī)制。

6 總結(jié)

EXs對心血管的保護(hù)作用中，其內(nèi)容物miRNA是關(guān)鍵物質(zhì)，對miRNA的功能已經(jīng)有較多了解，進(jìn)一步的研究可關(guān)注EXs釋放miRNA和受體細(xì)胞吸收的機(jī)制，miRNA導(dǎo)致受體細(xì)胞發(fā)生的分子變化以及miRNA的調(diào)控方法。運(yùn)動(dòng)能夠?qū)Xs產(chǎn)生影響，目前國內(nèi)外對EXs與運(yùn)動(dòng)關(guān)系的相關(guān)研究還不是很多，因此有許多問題亟待解決，如EXs能否作為心血管損傷程度與恢復(fù)情況的分子標(biāo)志，發(fā)揮心血管保護(hù)作用的EXs其細(xì)胞來源與具體修復(fù)機(jī)制如何，不同運(yùn)動(dòng)方式及運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度對EXs數(shù)量、來源、特征成分及作用靶點(diǎn)的調(diào)控作用，以及它們在運(yùn)動(dòng)促進(jìn)健康中的調(diào)節(jié)作用也值得深入研究。對上述問題的深入研究將有助于人們更加充分了解EXs的生物功能和調(diào)控機(jī)制，不但有望發(fā)現(xiàn)新的細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)途徑，而且有望發(fā)現(xiàn)該途徑與病理狀態(tài)的相關(guān)性，為今后探索經(jīng)由EXs途徑預(yù)防心血管疾病或促進(jìn)心血管修復(fù)提供理論依據(jù)與實(shí)踐指導(dǎo)。

[1]Kalani A，Tyagi A，Tyagi N.Exosomes：mediators of neuro?degeneration，neuroprotection and therapeutics[J].Mol Neu?robiol，2014，49（1）：590-600.

[2]Mathivanan S，Ji H，Simpson RJ.Exosomes：extracellular organelles important in intercellular communication[J].J Proteomics，2010，73（10）：1907-1920.

[3]Johnstone RM，Adam M，Hammond JR，et al.Vesicle for?mation during reticulocyte maturation.Association of plas?ma membrane activities with released vesicles（exosomes）[J].J Bio Chem，1987，262（19）：9412-9420.

[4]Trujillo KA，Heaphy CM，Mai M，et al.Markers of fibro?sis and epithelial to mesenchymal transition demonstrate field cancerization in histologically normal tissue adja?cent to breast tumors[J].Int J Cancer，2011，129（6）：1310-1321.

[5]Théry C，Ostrowski M，Segura E.Membrane vesicles as conveyorsofimmuneresponses[J].NatRevImmunol，2009，9（8）：581-593.

[6]Trajkovic K，Hsu C，Chiantia S，et al.Ceramide triggers budding ofexosome vesiclesinto multivesicularendo?somes[J].Science，2008，319（5867）：1244-1247.

[7]Subra C，Grand D，Laulagnier K，et al.Exosomes account for vesicle-mediated transcellular transport of activatable phospholipases and prostaglandins[J].J Lipid Res，2010，51（8）：2105-2120.

[8]Valadi H，Ekstrom K，Bossios A，et al.Exosome-mediated transfer of mRNAs and microRNAs is a novel mecha?nism of genetic exchange between cells[J].Nat Cell Biol，2007，9（6）：654-659.

[9]Hessvik NP，Phuyal S，Brech A，et al.Profiling of microR?NAs in exosomes released from PC-3 prostate cancer cells[J].Biochim Biophys Acta，2012，1819（11-12）：1154-1163.

[10]Bellingham SA，Coleman BM，Hill AF.Small RNA deep sequencing reveals a distinct miRNA signature released in exosomes from prion-infected neuronal cells[J].Nucle?ic Acids Res，2012，40（21）：10937-10949.

[11]Blanchard N，Lankar D，F(xiàn)aure F，et al.TCR activation of human T cells induces the production of exosomes bear?ing the TCR/CD3/zeta complex[J].J Immunol，2002，168 （7）：3235-3241.

[12]Nolte-’t Hoen EN，Buschow SI，Anderton SM，et al.Acti?vated T cells recruitexosomes secreted by dendritic cells via LFA-1[J].Blood，2009，113（9）：1977-1981.

[13]Turturici G，Tinnirello R，Sconzo G，et al.Extracellular membrane vesicles as a mechanism of cell-to-cell com?munication：advantages and disadvantages[J].Am J Physi?ol Cell Physiol，2014，306（7）：C621-C633.

[14]El Andaloussi S，Lakhal S，Mager I，et al.Exosomes for targeted siRNA delivery across biological barriers[J].Adv Drug Deliv Rev，2013，65（3）：391-397.

[15]Yang T，Martin P，F(xiàn)ogarty B，et al.Exosome delivered an?ticancer drugs across the blood-brain barrier for brain cancer therapy in Danio rerio[J].Pharm Res，2015，32（6）：2003-2014.

[16]Chen L，Wang Y，Pan Y，et al.Cardiac progenitor-de?rived exosomes protect ischemic myocardium from acute ische-mia/reperfusion injury[J].Biochem Biophys Res Commun，2013，431（3）：566-571.

[17]Gray WD，F(xiàn)rench KM，Ghosh-Choudhary S，et al.dentifi?cation of therapeutic covariant microRNA clusters in hy?poxia treated cardiac progenitor cell exosomes using sys?tems biology[J].Circ Res，2015，116（2）：255-263.

[18]Arslan F，Lai RC，Smeets MB，et al.Mesenchymal stem cell-derived exosomes increase ATP levels，decrease oxi?dative stress and activate PI3K/Akt pathway to enhance myocardial viability and prevent adverse remodeling after myocardial ischemia/reperfusion injury[J].Stem Cell Res，2013，10（3）：301-312.

[19]Sahoo S，Klychko E，Thorne T，et al.Exosomes from hu?man CD34（+）stem cells mediate their proangiogenic paracrine activity[J].Circ Res，2011，109（7）：724-728.

[20]Li TS，Kubo M，Ueda K，et al.Impaired angiogenic poten?cy of bone marrow cells from patients with advanced age，anemia，and renalfailure[J].JThorac Cardiovasc Surg，2010，139（2）：459-465.

[21]Madonna R，Renna FV，Cellini C，et al.Age-dependent impairment of number and angiogenic potential of adi?pose tissue-derived progenitor cells[J].Eur J Clin Invest，2011，41（2）：126-133.

[22]Ibrahim AG，Cheng K，Marban E.Exosomes as critical agents of cardiac regeneration triggered by cell therapy [J].Stem cell reports，2014，2（5）：606-619.

[23]Sahoo S，Losordo DW.Exosomes and cardiac repair after myocardial infarction[J].Circ Res，2014，114（2）：333-344.

[24]Belting M，Christianson HC.Role of exosomes and mi?crovesicles in hypoxia-associated tumour development and cardiovascular disease[J].J Intern Med，2015，278（3）：251-263.

[25]Waldenstr?m A，Ronquist G.Role of exosomes in myocar?dial remodeling[J].Circ Res，2014，114（2）：315-324.

[26]Xiao X，Ma X，Chen YF，et al.Cellular membrane mic?roparticles：potential targets of combinational therapy for vascular disease[J].Curr Vasc Pharmacol，2015，13（4）：449-458.

[27]Li X，Chen C，Wei L，et al.Exosomes derived from endo?thelial progenitor cells attenuate vascular repair and ac?celerate reendothelialization by enhancing endothelial function[J].Cytotherapy，2016，18（2）：253-262.

[28]KalaniA，KamatPK，ChaturvediP，etal.Curcuminprimed exosomes mitigate endothelial cell dysfunction dur?ing hyperhomocysteinemia[J].Life Sci，2014，107（1-2）：1-7.

[29]Ailawadi S，Wang X，Gu H，et al.Pathologic function and therapeutic potential of exosomes in cardiovascular disease[J].Biochim Biophys Acta，2015，1852（1）：1-11.

[30]Tian J，Guo X，Liu XM，et al.Extracellular HSP60 induc?es inflammation through activating and up-regulating TLRs in cardiomyocytes[J].Cardiovasc Res，2013，98（3）：391-401.

[31]Bang C，Batkai S，Dangwal S，et al.Cardiac fibroblast–derived microRNA passenger strand–enriched exosomes mediate cardiomyocyte hypertrophy[J].J Clin Invest，2014，124（5）：2136-2146.

[32]Wang X，Huang W，Liu G，et al.Cardiomyocytes mediate anti-angiogenesis in type 2 diabetic rats through the exo?somal transfer of miR-320 into endothelial cells[J].Circu?lation，2014，74：139-150.

[33]Lim LP，Lau NC，Garrett-Engele P，et al.Microarray anal?ysis shows that some microRNAs downregulate large num?bers of target mRNAs[J].Nature，2005，433（7027）：769-773.

[34]Baek D，Villén J，Shin C，et al.The impact of microR?NAs on protein output[J].Nature，2008，455（7209）：64-71.

[35]Skog J，Würdinger T，van Rijn S，et al.Glioblastoma mi?crovesicles transport RNA and proteins that promote tu?mour growth and provide diagnostic biomarkers[J].Nat Cell Biol，2008，10（12）：1470-1476.

[36]Camussi G，Dereqibus MC，Bruno S，et al.Exosomes/mi?crovesicles as a mechanism of cell-to-cell communication [J].Kidney Int，2010，78（9）：838-848.

[37]Sen CK，Gordillo GM，Khanna S，et al.Micromanaging vascularbiology：tiny microRNAs play big band[J].J Vasc Res，2009，46（6）：527-540.

[38]Weber M，Baker MB，Moore JP，et al.MiR-21 is in?duced in endothelial cells by shear stress and modulates apoptosisand eNOS activity[J].Biochem BiophysRes Commun，2010，393（4）：643-648.

[39]Quintavalle C，Garofalo M，Croce CM，etal.“Apop?tomiRs”in vascular cells：their role in physiological and pathological angiogenesis[J].Vascul Pharmacol，2011，55 （4）：87-91.

[40]Fish JE，Santoro MM，Morton SU，et al.miR-126 regu?lates angiogenic signaling and vascular integrity[J].Dev Cell，2008，15（2）：272-284.

[41]Urbich C，Kuehbacher A，Dimmeler S.Role of microR? NAs in vascular diseases，inflammation，and angiogenesis [J].Cardiovasc Res，2008，79（4）：581-588.

[42]Nazari-Jahantigh M，Egea V，Schober A，et al.MicroRNA-specific regulatory mechanisms in atherosclerosis[J].J Mol Cell Cardiol，2015，89（pt A）：35-41.

[43]Huang Y，Liu Y，Li L，et al.Involvement of inflammationrelated mir-155 and mir-146a in diabetic nephropathy：Implications for glomerular endothelialinjury[J].BMC Nephrol，2014，15：142.

[44]Sun HX，Zeng DY，Li RT，et al.Essential role of microR?NA-155 in regulating endothelium-dependent vasorelax?ation by targeting endothelial nitric oxide synthase[J].Hy?pertension，2012，60（6）：1407-1414.

[45]Elia L，Quintavalle M，Zhang J，et al.The knockout of mir-143 and-145 alters smooth muscle cell mainte?nance and vascular homeostasis in mice：Correlates with human disease[J].Cell Death Differ，2009，16（12）：1590-1598.

[46]Sala F，Aranda JF，Rotllan N，et al.Mir-143/145 deficien?cy attenuates the progression of atherosclerosis in ldlr-/-mice[J].Thromb Haemost，2014，112（4）：796-802.

[47]Riches K，Alshanwani AR，Warburton P，et al.Elevated expression levels of mir-143/5 in saphenous vein smooth muscle cells from patients with type 2 diabetes drive per?sistent changes in phenotype and function[J].J Mol Cell Cardiol，2014，74：240-250.

[48]Barutta F，Tricarico M，Corbelli A，et al.Urinary exosom?al micrornas in incipient diabetic nephropathy[J].PLoS One，2013，8（11）：e73798.

[49]Feng Y，Huang W，Wani M，et al.Ischemic precondition?ing potentiates the protective effect of stem cells through secretion of exosomes by targeting Mecp2 via miR-22[J]. PLoS One，2014，9（2）：e88685.

[50]Feng Y，Huang W，Meng W，et al.Heat shock improves Sca-1+stem cell survival and directs ischemic cardiomy?ocytes toward a prosurvival phenotype via exosomal trans?fer-：a critical role for HSF1/miR-34a/HSP70 pathway[J]. Stem Cells，2014，32（2）：462-472.

[51]Schneider DA，McGuiggin ME，Kamimori GH.A compari?son of the blood lactate and plasma catecholamine thresh?olds in untrained male subjects[J].Int J Sports Med，1992，13（8）：562-566.

[52]Chmura J，Nazar K，Kaciuba-U?ci?ko H.Choice reaction time during graded exercise in relation to blood lactate and plasma catecholamine thresholds[J].IntJ Sports Med，1994，15（4）：172-176.

[53]Weltman A，Wood CM，Womack CJ，et al.Catecholamine and blood lactate responses to incremental rowing and running exercise[J].J Appl Physiol，1994，76（3）：1144-1149.

[54]Walsh RC，Koukoulas I，Garnham A，et al.Exercise in?creases serum Hsp72 in humans[J].Cell Stress Chaper?ones，2001，6（4）：386-393.

[55]Fehrenbach E，Niess AM，Voelker K，et al.Exercise inten?sity and duration affect blood soluble HSP72[J].Int J Sports Med，2005，26（7）：552-557.

[56]Breitbach S，Tug S，Simon P.Circulating cell-free DNA：an up-coming molecular marker in exercise physiology [J].Sports Med，2012，42（7）：565-586.

[57]Beninson LA，BrownPN，Loughridge AB，et al.Acute stressor exposure modifies plasma exosome-associated heat shock protein 72（Hsp72）and microRNA（miR-142-5pandmiR-203）[J].PLoSOne，2014，9（9）：e108748.

[58]Frühbeis C，Helmig S，Tug S，et al.Physical exercise in?duces rapid release of small extracellular vesicles into the circulation[J].J Extracell Vesicles，2015，4（2）：28239.

[59]Fiuza-Luces C，Garatachea N，Berger NA，et al.Exercise is the real polypill[J].Physiology（Bethesda），2013，28 （5）：330-358.

[60]Hergenreider E，Heydt S，Tréguer K，et al.Atheroprotec?tive communication between endothelial cells and smooth muscle cells through miRNAs[J].Nat Cell Biol，2012，14 （3）：249-256.

[61]Fernandes T，Magalh?es FC，Roque FR，et al.Exercise Training Prevents the Microvascular Rarefaction in Hyper?tension Balancing Angiogenic and Apoptotic Factors Role of MicroRNAs-16，-21，and-126[J].Hypertension，2012，59 （2）：513-520.

[62]Chaturvedi P，Kalani A，Medina I，et al.Cardiosome medi?ated regulation ofMMP9 in diabetic heart：role of mir29b and mir455 in exercise[J].J Cell Mol Med，2015，19（9）：2153-2161.

2016.03.20

湖北省自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目（2015CFA084）；湖北省高等學(xué)校優(yōu)秀中青年科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（T201523）；武漢體育學(xué)院科研合作基金項(xiàng)目（2016XH24）

楊翼，Email：yangyi999999@foxmail.com