运动康复疗法在脊髓损伤(SCI)患者运动功能恢复中的积极作用已经得到广泛认可。特别是阻力运动在提升肌肉力量、协调性以及整体功能恢复方面展现了显著效果。研究发现,通过注射抗阻训练的小鼠血浆,脊髓损伤小鼠的运动功能显著改善。那么,运动后血液如何促进脊髓损伤的修复呢?
2025年2月,上海交通大学医学院附属瑞金医院的程林研究员团队在《Genome Medicine》(IF=104)上发表了题为“Multi-omics uncovers immune-modulatory molecules in plasma contributing to resistance exercise-ameliorated locomotor disability after incomplete spinal cord injury”的研究成果。该研究利用血液多组学(PBMC转录组、血浆蛋白质组、血浆代谢组)揭示了阻力运动引发的分子变化及其潜在的生物学机制,强调了免疫调节在运动促进SCI康复中的关键作用。
研究的亮点包括:
- 多维度数据整合:通过整合蛋白质组、代谢组和转录组的数据,从不同层面深入分析了阻力运动促进不完全性SCI恢复的关键机制,包括补体通路、体液免疫和脂质代谢的协同作用。
- 临床与动物模型结合:结合临床试验与小鼠模型,验证了阻力运动对SCI患者的康复效果。研究中还通过小鼠负重爬梯训练进一步揭示了运动诱导的分子变化。
- 等张运动的优势:等张运动(如深蹲、推举)相比等长运动(静态训练)更能激活补体通路和血管生成相关分子,从而促进神经保护和功能恢复。
研究思路:研究团队通过综合分析关键结果,揭示了阻力运动在不完全SCI中带来的显著免疫调节特征。利用数据独立采集质谱法(DIA-MS),对血浆蛋白质组进行分析,发现阻力运动诱导的免疫反应与三种运动功能的重叠,其中21种蛋白质与运动功能相关,主要富集在补体激活和体液免疫反应的通路上。这表明阻力运动在不完全性SCI患者中展现了持续的免疫调节作用。
此外,研究还表明不同类型的阻力运动在免疫调节上存在差异,等张运动更显著地改善运动功能。这一发现与PBMC转录组数据显示的单核细胞/巨噬细胞功能激活趋势一致,显示等张运动更有可能促进免疫系统的激活。
在小鼠模型研究中,通过为期4周的负重爬梯训练,发现运动显著改变了小鼠的全身和局部免疫调节情况。此外,研究还揭示出运动诱导的脂质代谢变化与免疫分子之间存在复杂的相互作用,为理解SCI患者的康复机制提供了新的视角。
特别是在“运动血浆疗法”的研究中,通过将运动组与久坐组的血浆注射到SCI小鼠体内,发现注射运动组血浆的SCI小鼠表现出更好的运动功能恢复,这为运动疗法在SCI患者中的应用提供了科学依据。
总结来说,该研究通过多组学分析揭示了阻力运动疗法相关的分子变化机制,证明了运动诱导的血浆在神经保护和功能恢复中的重要作用,进而为基于运动模拟剂的SCI治疗方案提供了理论支持。同时,血液多组学的整合分析为健康评估和药物研发等领域的多维研究发挥了关键作用,值得在生物医疗领域深入探讨。
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