《细胞·代谢》：运动好处大揭秘AG旗舰厅

　　AG旗舰厅近日，由斯坦福大学医学院Jonathan Z. Long博士领衔的研究团队，在著名期刊《细胞·代谢》发表一项重要研究成果[1]。

　　在小鼠运动之后，深入研究了小鼠10个组织21种细胞蛋白分泌情况，确定了超过200种细胞-蛋白组合，其中绝大部分都是之前没有发现的。由此可见我们之前对运动有益健康的认知，可能真是冰山一角。

　　值得注意的是，他们发现对运动反应最剧烈的是定位于多种组织器官的Pdgfra阳性细胞（肺、脂肪、肌肉、肠道AG旗舰厅、肾脏和大脑中均存在）。这一发现也提示，之前研究运动有益健康只盯着肌肉、肝脏和脂肪是远远不够的。

　　此外，他们还深入研究了运动后肝脏分泌的羧酸酯酶AG旗舰厅，发现这个蛋白的分泌形式有抗肥胖、抗糖尿病和提高运动能力的功能。

　　例如，有研究发现运动后肌肉释放纤维连接蛋白，促进肝脏自噬改善代谢[2]；运动产生鸢尾素促进白色脂肪棕色化，燃烧产热[3]，以及减少骨丢失[4]，改善认知[5]；运动后脂肪细胞释放的脂肪因子TGF-β2，能促进多种组织吸收葡糖糖[6]；运动后肝脏合成的Gpld1酶，会促进海马神经元的再生[7]等等。这篇文章开头的“运动”标签里面汇总了相关的文章，感兴趣的朋友可以去看看。

　　不难发现，上面介绍的文章都是围绕某个特定组织器官产生的特定分子，缺少系统性研究。不过也有一个例外。三年前，斯坦福大学医学院Michael P. Snyder团队，从蛋白组学、代谢组学、脂质组学和转录组学层面，分析了志愿者在跑步机上运动约8-12分钟之后近18000个分子的变化[8]。由于是人体研究，Snyder团队没办法搞清楚发生变化的分子都来自哪些组织器官或者细胞。

　　或许是为了进一步填补上这个空白，Michael P. Snyder团队这次也参与了Long博士领衔的这个研究。

　　为了搞清楚分泌蛋白和不同组织器官细胞的对应关系，Long博士团队构建了21种小鼠模型。通过让靶基因在不同组织/细胞中的特异性表达，他们就可以捕捉到不同细胞分泌蛋白的变化情况。

　　每种小鼠模型各6只雄鼠，运动组和不运动组各3只AG旗舰厅。运动组小鼠的运动周期为1周，每天1小时。

　　总的来看，Long博士团队在两组小鼠中总共发现了1272个独特的细胞类型-蛋白质对。随后他们将运动组小鼠和不运动组小鼠的细胞类型-蛋白质对做了比较，发现运动改变了其中256个细胞类型-蛋白质对，涉及181种蛋白（有些表达上调，有些表达下调），其中很多之前都没有被报道过。

　　从细胞的层面来说，在所有细胞类型分泌蛋白水平都受运动的影响，受影响蛋白的平均数为12，中位数为10，变化范围是1-44，运动的影响可见一斑。

　　一开始，就有两个蛋白引起了Long博士团队的注意——CES2A和CES2C，它俩都是羧酸酯酶，运动后分泌量增加了3倍。CES2这类羧酸酯酶之前被认为是肝脏的内质网常驻蛋白，在细胞内发挥作用。但是他们的研究却发现，CES2也会以运动依赖的方式被肝脏释放出来。至于CES2A和CES2C的功能及作用机制，咱们放在后面再讲。

　　除了这俩羧酸酯酶之外，引起Long博士团队注意的另一个分泌蛋白是TIMP3。这个蛋白是Pdgfra阳性细胞分泌的，运动后分泌量飙升了17倍。虽然之前有很多研究发现它与肌肉生成、产热/代谢、血管重塑和动脉粥样硬化有关，但是这还是第一次发现它以运动依赖的方式从Pdgfra阳性细胞分泌出来。

　　接下来，Long博士团队重点研究了分泌蛋白变化最剧烈的Pdgfra阳性细胞。

　　之前很多研究表明，Pdgfra阳性细胞可能是成纤维细胞、间充质干细胞或祖细胞/前驱细胞。于是，他们研究了Pdgfra阳性细胞在小鼠体内的组织定位，发现它分散在肺、脂肪组织（腹股沟和棕色）、肌肉、肠道、肾脏和大脑之中。Pdgfra阳性细胞分泌蛋白受运动的影响情况如下图所示。

　　还有两个有趣的发现是，运动对Pdgfra阳性细胞分泌蛋白的影响依赖于运动训练的频率，而且还有性别差异。这也暗示，不同的运动频率，给身体带来的好处可能是不一样的。

　　在研究的最后，Long博士团队以羧酸酯酶CES2A和CES2C为例，证实肝脏分泌这俩蛋白的水平增加确实是对1周运动的反应。此外，他们还揭示了背后的机制，运动产生的乳酸进入肝细胞，促进了羧酸酯酶的产生。

　　近年来，已经有研究发现CES2在肝脏的过表达可以抗肥胖、抗脂肪变性和抗糖尿病，但是由于CES2之前被认为定位于细胞里的内质网，因此并没有发现它可能是通过分泌到细胞外发挥作用。Long博士团队证实，确实是分泌到细胞外的CES2发挥上述功能。

　　此外，他们还发现CES2A和CES2C抗肥胖的作用机制也存在差异。过表达CES2A可以提高小鼠的跑步速度和耐力，而CES2C则没有这个功能。不过，过表达CES2C带来的代谢益处与运动有叠加效应，而过表达CES2A则没有这个叠加效应。从二者对下游的影响来看，CES2C的抗肥胖作用与诱导循环脂质种类的改变有关，而CES2A则无关。

　　总的来说，Long博士团队绘制的这个泛器官细胞类型特异性分泌蛋白图谱，详尽地揭示了运动对不同组织器官存在深刻的影响，而且这种影响具有细胞类型特异性和双向性。Pdgfra阳性细胞作为对运动反应最剧烈的细胞类型，以后或许会成为研究重点。

　　此外，由于运动频率也会影响分泌蛋白的变化水平，因此，未来可以研究不同的运动模式对分泌蛋白的影响，或许可以据此开发出个性化的运动方案，更好地满足锻炼者的需求。

　　原标题：《《细胞·代谢》：运动好处大揭秘！首个运动诱导细胞分泌蛋白图谱发布，全面揭秘运动对10种组织21种细胞分泌蛋白的影响丨科学大发现》

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