2024/1/15 9:40:14 阅读：130 发布者：
俗话说，每天动一动，活到九十九。众所周知，运动能够降低罹患疾病的风险，尤其对于预防 2 型糖尿病和心血管疾病有显著的好处，让人变得更加健康，提高生活质量。大量研究显示，良好的生活方式例如体育运动能够对人体葡萄糖耐量、胰岛素敏感性和循环血脂谱产生有益的影响，并且能够改善骨骼肌和肝功能。
以往针对小鼠模型的研究，发现运动训练对葡萄糖稳态的有益影响，通过脂肪组织褐变和脂质分布的改变而产生。然而，人体如何驱动脂肪组织对急性运动做出适应性反应的分子机制，以及脂肪组织与运动引起的新陈代谢改善之间的相关性仍不清楚。
2023 年 12 月 26 日，瑞典斯德哥尔摩卡罗林斯卡学院生理和药理学系 Anna Krook 团队在 Cell Reports Medicine 杂志发表研究论文 Exercise-induced crosstalk between immune cells and adipocytes in humans: Role of oncostatin-M。
该研究揭示了人体运动过程中骨骼肌、脂肪组织和免疫细胞之间复杂的相互作用，并发现免疫细胞通过分泌运动反应因子，例如抑瘤素 M（Oncostatin-M），在外周组织的相互作用中调节脂肪细胞的脂肪分解。
研究背景和方法
脂肪组织作为人体全身能量稳态的主要调节因子，能够通过分泌包括小分子、脂质和蛋白质在内的因子与其他器官进行相互交流。此外，脂肪组织由类型复杂的细胞组成，包括脂肪细胞，以及祖细胞、免疫细胞、内皮细胞和神经末梢，它们互相交流在广泛的全身效应中发挥着维持能量稳态等重要作用。
为深入了解运动对脂肪细胞生物学和代谢的多效性影响，本团队研究了正常糖耐量个体或 2 型糖尿病个体的脂肪组织转录组变化，探究其皮下脂肪组织对急性运动反应，试图揭示运动和时间依赖性变化，通过培养人脂肪细胞等方式确定运动后上调最显著的脂肪组织分泌因子及相关细胞通路。
研究内容和结果
本研究聚焦于 20 名糖耐量正常的个体（11 名男性，9 名女性）和 28 名 2 型糖尿病患者个体（16 名男性，12 名女性），测定了急性运动后的脂肪组织转录组反应，结果显示与葡萄糖耐量正常的患者相比，2 型糖尿病患者的脂肪组织中有 589 个基因转录组发生了改变。
与运动前的基础状态相比，人体运动后，其大多数显著差异调控的转录本都出现了上调（差异表达基因总数分别为 60% 和 70%），而且糖耐量正常或 2 型糖尿病患者的反应程度相似，分别为 712 个基因和 893 个基因。
与运动前相比，运动后恢复期人体脂肪组织转录组比即刻运动时发生了更大的变化。同时与正常糖耐量个体的脂肪组织相比，这种变化在 2 型糖尿病患者的脂肪组织中更为明显，有 4316 个基因存在差异调控（其中 50% 被下调表达），3228 个特有表达基因。
总之，运动在正常糖耐量个体和 2 型糖尿病患者的脂肪组织中产生不同的转录组反应，脂肪组织转录组被运动以时间依赖的方式显著改变，该反应在 2 型糖尿病患者中更强，引起 2 型糖尿病患者炎症基因和炎症特征的持续增加。
那么引起这种差异的分泌因子到底是什么呢？本研究将注意力投向 OSM，GDF15，SFRP4，MXRA5 这四个候选因子，发现 OSM 编码抑瘤素 M（Oncostatin-M），是正常组和 2 型糖尿病组运动后被发现诱导水平最高的基因之一，其达到短暂的高峰值，随后恢复到起始水平。
Oncostatin-M 作为一种关键的运动反应性代谢调节剂，增加了人体基础脂肪分解，而在异丙肾上腺素（β 肾上腺素受体激动剂）存在的情况下，Oncostatin-M 和 SFRP4 均抑制了脂肪分解反应。上述数据为运动诱导的分泌蛋白可以直接调节脂肪细胞代谢提供了证据。
图 3：来源 Cell Reports Medicine
随着深入探索，本研究发现在运动刺激下 Oncostatin-M 从免疫细胞中释放，以旁分泌/自分泌的方式发挥作用，也可能被释放到循环系统中，作用于远端器官。两组参与者运动后血浆 Oncostatin-M 水平均升高，表明 Oncostatin-M 在循环系统中积累。与女性相比，男性运动后血浆 Oncostatin-M 变化更明显，提示了运动的性别特异性反应。
此外，本研究收集了正常糖耐量受试者脂肪组织活检和血浆样本，发现血浆 Oncostatin-M 水平在禁食和早餐后 3 小时之间没有变化，且 Oncostatin-M 受体基因（OSMR）的表达，以及一些恢复应答基因（MKI67、LIPG、COL1A1 和 TOP2A）在早餐摄入 3 小时后没有变化，这表明脂肪组织基因表达谱的改变是由运动驱动的。
为了研究人体组织互相交流的潜在作用，该研究使用 Thp1 单核细胞研究了 oncostatin-M 表达调节情况，发现在 clenbuterol 或 forskolin 药物（能增加细胞 cAMP 水平的腺苷酸环化酶抑制剂）作用下，M1 和 M2 巨噬细胞亚群中均诱导 Oncostatin-M 表达。这表明免疫细胞可能是一种重要的中间细胞类型，通过分泌 Oncostatin-M 等因子来协调骨骼肌和脂肪组织之间的交互对话。
研究总结
运动是预防和治疗与 2 型糖尿病相关的代谢紊乱的一线疗法，部分原因是其对血糖控制和胰岛素敏感性的有益影响。
该研究中提供的证据表明，在 2 型糖尿病患者中，剧烈运动可引发脂肪组织中的炎症特征，在运动后恢复期间，与炎症和代谢相关的通路发生持续改变。Oncostatin-M 作为脂肪组织中的一种运动因子，其增加可能源于免疫细胞对运动诱导的分泌因子的反应。此外 Oncostatin-M 直接调节人脂肪细胞的脂解过程，表明了免疫细胞来源的因子在运动过程中，介导骨骼肌-脂肪细胞交互对话中的作用。
在人类和小鼠模型中，运动训练均可减轻脂肪组织炎症。本文报道的 2 型糖尿病患者急性运动后的持续炎症是否短暂和/或对脂肪组织代谢有害仍有待确定。
总之，这一研究强调了免疫细胞活化/浸润在脂肪组织对急性运动的反应中的作用，同时揭示了免疫细胞衍生的细胞因子在运动期间骨骼肌-脂肪对话中的潜在作用。需要进一步的研究来阐明炎症在运动适应中的作用，以及确定最佳的运动模式，以改善胰岛素敏感性和代谢，并考虑参与者的代谢状态和性别，从而为 2 型糖尿病患者的胰岛素敏感性和代谢带来最大益处。
转自：“丁香学术”微信公众号
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