中等强度间歇有氧训练通过抑制miR-21-3p介导的凋亡途径减缓大鼠脑衰老

作     者：吕丽婷 高巧婧 张金梅 刘仁凡 王璐 

作者机构：成都体育学院运动医学与健康学院 四川省医学科学院.四川省人民医院(电子科技大学附属医院)医学遗传中心 巢湖学院 

出 版 物：《中国运动医学杂志》 (Chinese Journal of Sports Medicine)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：040303[教育学-体育教育训练学] 0403[教育学-体育学] 04[教育学] 1002[医学-临床医学] 100204[医学-神经病学] 10[医学] 

基　　金：国家自然科学基金青年项目(31900848) 四川省科技厅青年项目(2022NSFSC1724) 运动医学四川省重点实验室暨或国家体育总局运动医学重点实验室资助项目(2024-A004) 成都体育学院运动医学与健康学院/运动医学与健康研究所2024-2025年“卓越科研计划”项目资助(ZYCX2401) 

主　　题：中等强度间歇有氧训练 衰老 miR-21-3p 细胞凋亡 学习记忆 

摘      要：目的：探讨中等强度间歇有氧训练对微RNA21-3p（microRNA-21-3p，miR-21-3p）表达的影响，为运动干预改善大脑衰老导致学习和记忆功能下降的可能机制提供理论依据。方法：取3月龄SPF级雄性Sprague-Dawley（SD）大鼠45只，经适应1周后，随机分为对照组（groupcontrol，C组）、衰老组（groupaging，A组）、衰老运动组（groupaging+exercise，AE组）。A组和AE组腹腔注射D-半乳糖（D-gal）6周，随后AE组进行8周中等强度间歇有氧训练。造模结束24h后，对各组大鼠进行行为学检测；尼氏染色（Nissl sstaining）检测神经元分布；原位末端转移酶标记技术（TUNEL）检测海马细胞凋亡；smallRNA检测miRNA表达；实时定量聚合酶链反应（qRT-PCR）检测miR-21-3p相对含量；双荧光素酶报告基因（Luciferase）实验验证miR-21-3p与肿瘤蛋白p53（p53）的靶向关系；免疫蛋白印迹（Western Blotting）检测p53、B淋巴细胞瘤-2蛋白家族成员X（Bax）和B淋巴细胞瘤-2（Bcl-2）表达量。结果：①运动干预前后的Morris水迷宫定位航行实验结果显示，A和AE组大鼠总体游泳路程趋势显著长于C组（P0.05，P0.01），AE组大鼠总体游泳路程趋势显著短于A组（P0.01，P0.05）。②Nissl s staining结果显示，与C组比较，A组海马神经元分布紊乱，层级少，细胞核与周围组织不易区分，尼氏小体少；AE组海马神经元分布稀疏，层级较少，数量也明显减少。与A组比较，AE组海马神经元排列较整齐，层级多，尼氏小体多。③TUNEL结果显示，A组和AE组大鼠海马细胞凋亡率显著高于C组（P0.01，P0.05），AE 组大鼠海马细胞凋亡百分率显著低于A组（P0.01）。④small RNA测序结果显示，A 组和AE组血浆外泌体miR-21-3p 表达显著高于C组（P0.01，P0.05），AE组血浆外泌体miR-21-3p 表达显著低于A组（P0.01）。⑤qRT-PCR结果显示，海马组织qRT-PCR 结果显示，A组和AE组miR-21-3p 表达显著高于C组（P0.01），AE组miR-21-3p 表达显著低于A组（P0.05）。⑥Luciferase实验结果显示，miR-21-3p和p53存在靶向关系，与Vector mimics+ pcDNA3.1-p53比较，miR-21-3p mimics 和pcDNA3.1-p53共转染HEK293T细胞后，可显著提高p53荧光素酶活性。⑦Western Blotting结果显示，A组和AE组的p53和Bax蛋白表达以及Bax/Bcl-2比值显著高于C组（P0.01，P0.05），Bcl-2蛋白表达显著低于C组（P0.01）；AE组p53和Bax蛋白表达以及Bax/Bcl-2比值显著低于A组（P0.05，P0.01），Bcl-2蛋白表达显著高于C组（P0.01）。结论：8周中等强度间歇有氧训练可能下调外周血外泌体介导的miR-21-3p，减少脑组织内miR-21-3p表达，降低其靶向结合p53介导调控细胞凋亡的发生，从而改善大鼠空间学习记忆能力。