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有氧运动通过抑制circMETTL9介导的巨噬细胞胞外诱捕网形成缓解过敏性气道炎症
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月31日 来源:Non-coding RNA Research 4.7
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推荐:本研究针对哮喘治疗中药物副作用大和运动诱发的支气管收缩问题,探索有氧运动通过调控circMETTL9/IGFBP3/EIF4A3通路抑制巨噬细胞胞外诱捕网(METs)形成的分子机制。研究发现circMETTL9与IGFBP3竞争性结合EIF4A3的DEXDc结构域,激活CXCL12-CXCR4信号轴驱动METs,而有氧运动可下调circMETTL9表达。该成果为哮喘的肺康复策略和靶向治疗提供了新依据。
哮喘是全球范围内最常见的慢性呼吸道疾病之一,影响着数亿人的健康。尽管药物治疗能够有效控制症状,但长期使用可能带来骨质疏松等副作用。与此同时,运动作为非药物干预手段,虽然被全球哮喘防治倡议(GINA)推荐,却可能因运动诱发的支气管收缩而让患者望而却步。这种矛盾促使科学家们深入探索:有氧运动究竟如何影响哮喘?其背后的分子机制是什么?
近期发表在《Non-coding RNA Research》上的研究给出了突破性答案。来自山东大学护理与康复学院的Haixia Wang、Ting Gao等研究者发现,有氧运动能够通过一种名为circMETTL9的环状RNA,调控巨噬细胞胞外诱捕网(METs)的形成,从而缓解过敏性气道炎症。这一发现不仅揭示了运动改善哮喘的新机制,还为开发靶向治疗策略提供了重要线索。
研究人员运用了多项关键技术:通过卵清蛋白(OVA)诱导的小鼠哮喘模型结合跑步机训练建立运动干预体系;采用RNA测序筛选差异表达的circRNA;利用RNA免疫共沉淀(RIP)和RNA pull-down验证circMETTL9与EIF4A3的相互作用;构建共培养系统模拟气道上皮细胞与巨噬细胞的通讯;通过腺相关病毒(AAV)载体在体内过表达circMETTL9验证功能。
研究结果分为六个关键部分:
有氧运动减少OVA诱导的慢性过敏性气道炎症中的METs:免疫荧光和蛋白质印迹证实,运动显著降低巨噬细胞标志物CD68及METs标记物CitH3、MPO的表达。
气道上皮细胞中的circMETTL9作为潜在调节因子:RNA测序鉴定出circMETTL9在哮喘模型中显著上调,运动可逆转这一现象。该环状RNA具有RNase R抗性和胞质定位特征。
上调的circMETTL9调控METs形成:共培养实验显示,IL-13刺激的气道上皮细胞通过circMETTL9驱动巨噬细胞形成METs,过表达circMETTL9加剧这一过程。
circMETTL9/IGFBP3轴调控METs:circMETTL9负调控胰岛素样生长因子结合蛋白3(IGFBP3),后者过表达可抑制METs标志物表达。
CXCL12-CXCR4轴介导细胞间通讯:IGFBP3通过抑制CXCL12-CXCR4信号轴减少METs形成,circMETTL9过表达可抵消IGFBP3的保护作用。
circMETTL9与IGFBP3竞争性结合EIF4A3的DEXDc结构域:RIP和结构域突变实验揭示,两者通过争夺EIF4A3的DEXDc域调控IGFBP3的转录翻译。
在讨论部分,作者强调了这项研究的创新性:首次阐明有氧运动通过circMETTL9介导的细胞间通讯抑制METs的分子通路。相较于既往聚焦巨噬细胞极化的研究,该工作揭示了METs在哮喘中的关键作用,并发现CXCL12-CXCR4这一新型METs诱导通路。circMETTL9作为竞争性内源RNA(ceRNA)与IGFBP3竞争结合RNA解旋酶EIF4A3的机制,为环状RNA的功能研究提供了新范式。
这项研究的临床意义尤为突出:circMETTL9可作为模拟运动效应的药物靶点,为无法耐受运动训练的哮喘患者提供替代方案。同时,CXCL12-CXCR4轴的发现为开发特异性抑制剂开辟了道路。研究者也指出局限性,如仅采用雄性小鼠模型,未来需在雌性动物和临床样本中验证。
总之,这项研究不仅深化了对运动改善哮喘机制的理解,更通过circMETTL9/IGFBP3/EIF4A3/CXCL12-CXCR4通路的解析,为哮喘的精准治疗提供了全新视角。正如作者所言,该成果"为基于运动的康复方案优化和靶向疗法开发提供了直接的机制依据"。
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