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为探究运动对肩袖损伤（RCI）脂肪浸润的影响，研究人员研究 Cav-1，发现其可改善 RCI 修复效果。
肩袖损伤（Rotator cuff injury，RCI）是一种常见的肩关节疾病，在中老年人中尤为普遍。想象一下，肩膀就像一个精密的机器，而肩袖则是其中关键的零件，一旦肩袖受损，不仅会引发肩部疼痛，还会导致活动受限，严重影响人们的生活质量。目前，虽然运动作为一种非手术治疗方法在 RCI 患者中广泛应用且有一定效果，但运动对 RCI 脂肪浸润的分子机制却一直是个未解之谜。此外，脂肪浸润在 RCI 的进展中起着关键作用，以往虽有研究探索其分子机制，但将运动和 Caveolin-1（Cav-1）的调节结合起来研究其对 RCI 脂肪浸润作用的却很少。为了攻克这些难题，福建医科大学附属第一医院等机构的研究人员开展了一系列研究，相关成果发表在《Cell Death Discovery》上。
研究人员主要运用了单细胞 RNA 测序（scRNA-seq）、转录组测序、细胞实验（如 3T3-L1 细胞培养及相关处理）和动物实验（构建 RCI 小鼠模型）等技术方法。研究样本包括 18 例 RCI 患者的肩袖组织以及 18 例年龄和就诊时间匹配的近端肱骨骨折患者的肩袖组织作为对照。
研究结果如下：
- Cav-1 和脂质生成在 RCI 发展中的作用：研究人员构建了 Cav-1 敲除或过表达的 3T3-L1 细胞模型，发现 Cav-1 显著调节脂肪细胞分化，且与脂质代谢相关基因表达有关。在 RCI 患者的肩袖肌腱组织中，Cav-1 的 mRNA 和蛋白表达显著增加，同时脂肪酸合成相关蛋白 FASN 和过氧化物酶体增殖物激活受体 -γ（Pparg）的表达也上调，这表明 Cav-1 和脂肪生成过程在 RCI 病理中具有重要意义。
- 利用 scRNA-seq 揭示 RCI 中的细胞表型变化：通过对 scRNA-seq 数据的处理和分析，研究人员鉴定出 22 种细胞类型，发现 RCI 组中脂肪细胞的比例显著高于对照组，且 Cav-1 在 RCI 组的脂肪细胞中表达更高，同时脂肪细胞与其他细胞类型之间的相互作用增强，这进一步说明了脂肪细胞和 Cav-1 在 RCI 发展过程中的关键作用。
- 时间分析揭示 RCI 患者肌肉组织中脂肪细胞的动态浸润：时间分析显示，RCI 患者肌肉组织中脂肪细胞存在动态浸润，随着假时间的推进，Cav-1 的表达显著增加，尤其是在脂肪细胞中，这揭示了肌肉组织中脂肪细胞异质性与 RCI 过程之间的潜在关联。
- Cav-1 在 3T3-L1 脂肪细胞分化中起关键作用：对体外培养的 3T3-L1 细胞进行研究发现，Cav-1 的表达与 3T3-L1 细胞的成脂分化能力呈正相关，且显著影响细胞的活力、增殖和细胞周期进程，表明 Cav-1 在调节脂肪细胞的生物学行为中至关重要。
- Cav-1 调节脂肪细胞分化和脂质代谢：研究表明，Cav-1 可促进 3T3-L1 细胞的脂质合成和储存，激活脂肪细胞分化和脂肪合成。转录组测序分析进一步证实，Cav-1 在调节脂肪细胞分化和脂质代谢中起关键作用，敲低 Cav-1 会导致与脂肪细胞分化相关的关键基因表达显著下降，抑制脂质积累并损害脂肪细胞功能。
- 运动通过调节 Cav-1 减少肩袖修复中的脂肪浸润：研究发现，运动（跑步机训练）可显著降低 RCI 部位 Cav-1 的表达，促进新骨形成和愈合，提高肩袖肌腱 - 肱骨复合体的刚度和破坏载荷，表明运动可通过抑制 Cav-1 表达促进 RCI 的愈合过程。
- Cav-1 在肌肉脂肪浸润和修复中的功能作用：研究表明，Cav-1 参与了肌肉脂肪浸润和纤维化过程，可能通过调节脂肪合成和降解酶的表达影响肌肉质量和功能恢复。抑制 Cav-1 在肌肉损伤和修复过程中具有重要作用。
研究结论和讨论部分指出，该研究揭示了运动和 Cav-1 在抑制 RCI 脂肪细胞浸润中的重要作用，为理解 RCI 的发病机制和非手术治疗的可行性提供了新的分子生物学证据。同时，研究还发现了 Cav-1 在脂肪细胞分化和脂质代谢中的关键作用，为 RCI 康复提供了新的治疗靶点。然而，该研究也存在一定局限性，如样本仅来自创伤性 RCI 患者，样本量较小，且未充分考虑性别和年龄等因素对实验结果的影响。未来研究应进一步扩大样本量，纳入不同类型的 RCI 患者，并优化运动干预策略，以更好地应用于临床实践，为 RCI 患者的治疗和康复带来新的希望。
