撰文丨nagashi
編輯丨王多魚排版丨水成文生命在于運動，長期堅持運動鍛煉可以增強身體機能，有益于身體健康。這種益處體現(xiàn)在多個方面，例如改善代謝健康、預(yù)防心血管疾病和糖尿病等等。此外，還有不少研究也表明運動鍛煉可以降低癌癥的發(fā)病風(fēng)險。然而，運動有益于身體健康的微觀分子機制一直未被闡明。值得一提的是，20世紀初的一項研究顯示，參與波士頓馬拉松的精英運動員在比賽后血液中出現(xiàn)白細胞激增，自此之后，運動、炎癥和免疫之間的神奇聯(lián)系就引起了科學(xué)家們的強烈關(guān)注。近日，哈佛醫(yī)學(xué)院 Diane Mathis 團隊在 Science 子刊 Science Immunology 上發(fā)表了題為：Regulatory T cells shield muscle mitochondria from interferon-γ-mediated damage to promote the beneficial effects of exercise（調(diào)節(jié)性T細胞保護肌肉線粒體免受γ-干擾素介導(dǎo)的損傷，以促進運動的有益效果）的研究論文，該論文還被選為當(dāng)期封面論文。該研究表明，運動的一些益處源于免疫系統(tǒng)。在運動期間，肌肉中動員的調(diào)節(jié)性T細胞（Treg）可以抵御運動引起的炎癥并增強耐力。不僅如此，免疫細胞還通過降低干擾素水平來防止肌肉損傷，而干擾素是慢性炎癥、炎癥性疾病和衰老的關(guān)鍵驅(qū)動因素。慢性炎癥是許多疾病的基礎(chǔ)，包括心血管疾病、肥胖2型糖尿病、神經(jīng)變性和癌癥等，而運動鍛煉可以降低這些疾病的發(fā)病風(fēng)險。例如，達成每日基礎(chǔ)運動量可以降低20%的全因死亡風(fēng)險，并且在運動量適度的情況下，這種健康效果還能持續(xù)增強。骨骼肌，是運動的執(zhí)行者，同時在調(diào)節(jié)機體代謝和免疫穩(wěn)態(tài)中也起著關(guān)鍵作用。在穩(wěn)定狀態(tài)下，骨骼肌含有少量的Treg細胞，這類免疫細胞一直以對抗與自身免疫性疾病相關(guān)的異常炎癥而聞名。當(dāng)肌肉發(fā)生損傷時，Treg細胞擴增并協(xié)調(diào)從促炎到促修復(fù)過程的轉(zhuǎn)變，但該過程是否與運動的益處相關(guān)一直未被研究清楚。在這項最新研究中，研究團隊探究了急性耐力運動（AEX）調(diào)節(jié)骨骼肌免疫細胞活性的潛力。研究人員在短暫運動小鼠、長期運動小鼠和久坐不動小鼠的后肢肌肉提取細胞，并進行了免疫表型比較分析。肌肉中免疫細胞的積累是由急性運動引起的研究結(jié)果顯示，在跑步機上跑步的小鼠，無論是短暫運動還是長期運動，其肌肉細胞都顯示出典型的炎癥跡象——調(diào)節(jié)各種代謝過程的基因更活躍，促進炎癥的化學(xué)物質(zhì)水平更高，包括干擾素。其中，Treg細胞的數(shù)量在運動小鼠中顯著升高，它們的細胞周期也顯著縮短（細胞分裂加快）。進一步的分析表明，在運動小鼠中，Treg細胞清除了運動引起的炎癥反應(yīng)，而在久坐不動小鼠的肌肉組織中則沒有發(fā)現(xiàn)這些變化。肌肉中免疫細胞積累、氧化磷酸化和干擾素信號通路都是由運動鍛煉誘導(dǎo)的然而，運動對新陳代謝的好處只有在經(jīng)常鍛煉的小鼠身上才顯現(xiàn)出來。研究數(shù)據(jù)顯示，在長期運動的小鼠中，Treg細胞不僅減少了運動引起的炎癥和肌肉損傷，還改變了肌肉代謝和肌肉表現(xiàn)。這一發(fā)現(xiàn)與在人類中的觀察結(jié)果相一致，即單次運動不會導(dǎo)致運動表現(xiàn)的顯著改善，需要堅持長期運動才能產(chǎn)生實際身體益處。Treg細胞控制急性運動誘導(dǎo)的肌肉炎癥事實上，Treg細胞確實對經(jīng)常鍛煉的人產(chǎn)生了更廣泛的好處。例如，缺乏Treg細胞的小鼠常常患有不受控制的肌肉炎癥，其特征是它們后腿肌肉中促炎細胞的迅速積累。此外，這些缺陷小鼠的肌肉細胞也有明顯腫脹的線粒體——這是代謝異常的跡象。更重要的是，缺乏Treg細胞的小鼠不能像正常小鼠那樣適應(yīng)隨著時間的推移而增加的運動要求，其有氧運動能力也有所下降，并且它們也不會從運動中獲得相同的全身益處。肌肉組織中的Treg細胞可以控制炎癥，以支持運動能力的增加不僅如此，研究團隊還在缺乏Treg細胞的小鼠的肌肉中發(fā)現(xiàn)過量的γ-干擾素（IFN-γ）。這是一種已知的炎癥驅(qū)動因子，干擾素可以直接作用于肌纖維，改變線粒體功能，限制能量產(chǎn)生。該研究進一步表明，阻斷干擾素的產(chǎn)生可以改善缺陷小鼠的代謝異常，改善其有氧適應(yīng)性。該論文的第一作者 P. Kent Langston 博士表示，干擾素有時候就像是一個惡棍，在沒有Treg細胞來對抗它的情況下，干擾素會造成無法控制的傷害。Treg細胞清除IFN-γ對于線粒體適應(yīng)和提高訓(xùn)練反應(yīng)的表現(xiàn)是必要的值得一提的是，干擾素可以促進慢性炎癥，這一過程是許多慢性疾病和年齡相關(guān)疾病的基礎(chǔ)。因此，靶向干擾素的治療也成為了治療這些慢性疾病的重要目標(biāo)，而拮抗干擾素的Treg細胞也成為了這類治療方法的焦點?？偠灾?，這項研究表明，運動鍛煉是一種自然、簡單且高效的有益于身體健康的方法，其具體分子機制是通過增強身體的免疫反應(yīng)——促進Treg細胞擴增，抑制干擾素產(chǎn)生，減少慢性炎癥，由此強調(diào)了運動在控制人體自身免疫防御方面的重要性。論文鏈接：

https://www.science.org/doi/10.1126/sciimmunol.adi5377

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