外泌體介導(dǎo)運(yùn)動(dòng)干預(yù)阿爾茨海默病的研究進(jìn)展

鄺程斌，夏 杰，吳 珊，徐 波*

阿爾茨海默病（Alzheimer's disease，AD），又稱老年性癡呆，是一種記憶和認(rèn)知功能進(jìn)行性喪失的神經(jīng)退行性疾病。其主要病理特征表現(xiàn)為，過度產(chǎn)生β-淀粉樣蛋白（Amyloid-β，Aβ）在細(xì)胞外沉積形成的老年斑，過度磷酸化tau蛋白引起的神經(jīng)元纖維纏結(jié)，以及突觸功能障礙、神經(jīng)炎癥反應(yīng)、神經(jīng)發(fā)生數(shù)量減少和氧化應(yīng)激損傷（Long et al.，2019）。

體內(nèi)所有細(xì)胞幾乎都能分泌外泌體（exosomes，EXs）。EXs攜帶活性蛋白、非編碼RNA（non-coding RNA，ncRNA）和信使RNA（messenger RNA，mRNA）等多種細(xì)胞生物成分，能穿梭血腦屏障（BBB）且難被降解，廣泛參與細(xì)胞的成分交換和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，被譽(yù)為細(xì)胞間的第三信使（Colombo et al.，2014）。EXs還參與神經(jīng)系統(tǒng)信號(hào)網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)，具有改善神經(jīng)性疾病的作用；間充質(zhì)干細(xì)胞EXs（MSCs-EXs）能抑制腦部神經(jīng)炎癥，促進(jìn)神經(jīng)發(fā)生，改善神經(jīng)功能（Zhang et al.，2016）。近年來，EXs與AD逐漸成為生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。EXs具有減少Aβ生成（Yang et al.，2019）、抑制過度磷酸化tau蛋白集聚（Wang et al.，2019）、增加突觸可塑性（Micci et al.，2019）、促進(jìn)神經(jīng)發(fā)生（Reza-Zaldivar et al.，2019）、抑制神經(jīng)炎癥（Cui et al.，2019）、減輕氧化應(yīng)激（徐會(huì)友等，2019）等延緩和改善AD的效應(yīng)。AD患者中存在EXs數(shù)量減少（Bertoldi et al.，2018；Yuyama et al.，2015）以及攜帶成分改變的病理現(xiàn)象（Goetzl et al.，2016；Lugli et al.，2015；Suire et al.，2017），提示EXs異常是AD的病理機(jī)制之一。因此，深入探究EXs與AD的生物機(jī)制，可為AD的診斷和防治提供新方向。

運(yùn)動(dòng)可減少AD腦內(nèi)Aβ沉積和過度磷酸化tau蛋白積聚（Dong et al.，2018；Herring et al.，2016），促進(jìn)神經(jīng)發(fā)生和提高突觸可塑性（Lin et al.，2012），抑制神經(jīng)炎癥和減輕氧化應(yīng)激（Leem et al.，2009），提高認(rèn)知功能（Cosin-Tomas et al.，2014；Khodadadi et al.，2018）。近期研究以EXs為靶點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)、EXs、AD三者間有生物學(xué)機(jī)制聯(lián)系：運(yùn)動(dòng)能促進(jìn)EXs生成并調(diào)節(jié)其內(nèi)在成分，進(jìn)而介導(dǎo)多種健康效應(yīng)，改善AD。因此，EXs是運(yùn)動(dòng)干預(yù)AD的新機(jī)制。

1 EXs組成及功能概述

EXs直徑為40～150 nm，密度為1.10～1.18 g/mL，電鏡下呈雙凹碟形或杯狀，可由內(nèi)體分選轉(zhuǎn)運(yùn)復(fù)合物（ESCRT）通過質(zhì)膜內(nèi)陷形成早期內(nèi)體再出芽形成含有管腔內(nèi)囊泡（ILVs）的多泡體（MVBs）。MVBs與膜融合后以胞吐的方式將ILVs釋放到細(xì)胞外基間質(zhì)，形成具有生物活性的EXs；或由非ESCRT機(jī)制通過中性磷脂與細(xì)胞膜上結(jié)合生成神經(jīng)酰胺等脂類，誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)體限制性膜內(nèi)陷形成ILVs，再出胞形成EXs。EXs膜上有免疫功能相關(guān)分子鞘脂糖（glycosphingolipid，GSL）、朊蛋白（prion protein，PrPc）等多種膜結(jié)合蛋白，膜內(nèi)含有脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸、細(xì)胞因子、轉(zhuǎn)錄因子等多種物質(zhì)，能以自分泌、旁分泌或激素樣分泌的方式通過跨膜蛋白或脂質(zhì)配體與靶細(xì)胞膜上受體結(jié)合，特異性受體與受體細(xì)胞膜綁定，受體細(xì)胞通過內(nèi)吞和膜融合等被受體細(xì)胞吸收，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞之間的通信。EXs具有穿梭性、載體性和疾病預(yù)測(cè)等功能，用特異性標(biāo)志物Alix蛋白、Tsg101等可檢測(cè)EXs的存在（He et al.，2018）。

外泌體廣泛存在于血液、尿液、唾液、腦脊液等體液中。EXs是中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）的重要通信介質(zhì)，機(jī)體通過分泌、結(jié)合和攝取EXs等生理過程調(diào)節(jié)神經(jīng)元內(nèi)環(huán)境，表明EXs參與AD等神經(jīng)性疾病的發(fā)生發(fā)展。

2 EXs與AD的關(guān)系

2.1 EXs與Aβ

正常情況下，Aβ的產(chǎn)生和降解處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。病理?xiàng)l件下，Aβ沉積會(huì)引起神經(jīng)炎癥、突觸障礙等病理，引發(fā)AD。Yuyama等（2015）研究發(fā)現(xiàn)，老年食蟹猴和AD小鼠腦脊液EXs（CSF-EXs）的數(shù)量降低，結(jié)合Aβ的CSFEXs數(shù)量顯著降低，提示EXs參與Aβ代謝。研究表明，隨著小鼠腦神經(jīng)瘤細(xì)胞EXs（N2a-EXs）的濃度增高，AD小鼠海馬腦室區(qū)Aβ38、Aβ40、Aβ42的數(shù)量減少，突觸靈活性增強(qiáng)（吳煥成等，2015）。此外，骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞EXs（BMMSCs-EXs）能減少AD小鼠腦內(nèi)Aβ沉積，并增加神經(jīng)突觸棘數(shù)量（Elia et al.，2019）。這些研究說明，EXs有助于Aβ病理的改善。

EXs膜表面的功能分子參與Aβ病理調(diào)節(jié)。PrPc是EXs表面的免疫功能因子之一，腦脊液的EXs通過PrPc阻止神經(jīng)元與Aβ結(jié)合，阻斷Aβ誘導(dǎo)的突觸功能失調(diào)（An et al.，2013）。結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)，PrPc的N-末端可與Aβ42緊密結(jié)合，具有高度結(jié)合五聚體Aβ、二聚體Aβ和寡聚體Aβ的能力，加速Aβ纖維化，減輕寡聚體Aβ的神經(jīng)毒性（Jarosz-Griffiths et al.，2016）。提示EXs的PrPc可將Aβ分解在EXs膜表面，避免它在神經(jīng)元表面堆積。GSL是EXs膜表面的另一種免疫相關(guān)分子。神經(jīng)元EXs的GSL可將Aβ運(yùn)輸至小膠質(zhì)細(xì)胞降解，顯著降低AD小鼠海馬Aβ水平（Yuyama et al.，2014）。這些研究提示，EXs表面攜帶的GSL和PrPc，可成為清除Aβ的有效手段。另一清除Aβ的途徑是，EXs將腦內(nèi)Aβ轉(zhuǎn)運(yùn)至外周，降低AD腦內(nèi)Aβ濃度。Fiandaca等（2015）研究發(fā)現(xiàn)，與正常人相比，AD病人和額顳葉癡呆（FTD）患者血清中神經(jīng)元源EXs結(jié)合Aβ和過度磷酸化tau蛋白的數(shù)量顯著增加。上述研究說明，增加AD腦內(nèi)EXs的數(shù)量會(huì)增強(qiáng)EXs清除Aβ的能力。

腦啡肽酶（neprilysin，NEP）是Aβ的降解酶之一。脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞EXs（ADSCs-EXs）攜帶的活性NEP能顯著降低 Aβ水平（Katsuda et al.，2013）。微小 RNA（microRNA，miRNA）能負(fù)調(diào)節(jié)基因表達(dá)，調(diào)控細(xì)胞生理功能。Micci等（2019）表明，海馬干細(xì)胞 EXs（NSC-EXs）能顯著減少Aβ與突觸的結(jié)合數(shù)量，攜帶miR-485、miR-17、miR-322的神經(jīng)元EXs可抵抗Aβ造成的突觸損傷，逆轉(zhuǎn)Aβ導(dǎo)致的記憶障礙。胰島素降解酶（insulin degrading enzyme，IDE）是一種Aβ降解酶。Yang等（2019）發(fā)現(xiàn)，人臍帶間充質(zhì)干 細(xì)胞 EXs（hucMSC-EXs）攜帶 NEP、IDE 和 HSP70（heat shock protein 70，HSP70）等195種細(xì)胞功能分子。這些功能分子通過上調(diào)腦內(nèi)α-分泌酶（α-secretase）表達(dá)，下調(diào)β-分泌酶（β-secretase）表達(dá)，抑制Aβ產(chǎn)生。上述研究表明，EXs攜帶的功能分子能抑制Aβ產(chǎn)生并降解Aβ。

EXs膜表面的免疫分子能降低Aβ濃度，攜帶的功能分子能抑制Aβ產(chǎn)生和促進(jìn)Aβ降解。未來可進(jìn)一步分析血清EXs中Aβ、tau蛋白等生物分子能否成為診斷AD的生物標(biāo)志物，并從EXs中篩選出Aβ代謝平衡的功能分子。

2.2 EXs與tau蛋白

tau蛋白與AD進(jìn)行性認(rèn)知功能下降及神經(jīng)元丟失直接相關(guān)。EXs參與胞內(nèi)tau蛋白分泌。在tau蛋白細(xì)胞模型中，包含AD早期tau蛋白標(biāo)志物的AT270能以EXs形式分泌出胞，表明EXs參與tau蛋白病理調(diào)節(jié)（Saman et al.，2012）。大鼠皮層神經(jīng)元去極化時(shí)釋放含有tau蛋白的EXs能被神經(jīng)元和小膠質(zhì)細(xì)胞吸收（Wang et al.，2017），說明EXs降低神經(jīng)元中tau蛋白濃度的方式是通過轉(zhuǎn)運(yùn)胞內(nèi)tau蛋白以及將tau蛋白運(yùn)輸?shù)叫∧z質(zhì)細(xì)胞和其他神經(jīng)元。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在tau蛋白轉(zhuǎn)基因的AD小鼠模型中，含有過度磷酸化tau蛋白的EXs先被小膠質(zhì)細(xì)胞吞噬，再降解（Asai et al.，2015）。如上所述，EXs是小膠質(zhì)細(xì)胞清除細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞間過度磷酸化tau蛋白的重要載體，提高神經(jīng)內(nèi)環(huán)境EXs的濃度有利于緩解AD的tau蛋白病理。

糖原合成酶激酶-3β（glycogen synthase kinase-3，GSK-3β）是tau蛋白過度磷酸化的主要激酶。Wang等（2019）研究表明，姜黃素誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞分泌的EXs（Cur-EXs）能激活海馬神經(jīng)元蛋白激酶B（protein kinase B，AKT）信號(hào)，抑制AD腦內(nèi)GSK-3β的活化以及tau蛋白的過度磷酸化，提示EXs可能攜帶有利于tau蛋白代謝穩(wěn)定的有益成分。進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，MSCs-EXs攜帶的miR-1792可上調(diào)磷脂酰肌醇3激酶（phosphatidy linositol 3-kinase，PI3K）-AKT-哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）信號(hào)，抑制GSK-3β激活，促進(jìn)軸突再生，表明miR-1792的EXs能通過抑制GSK-3β激活進(jìn)而抑制磷酸化tau蛋白生成（Feliciano et al.，2014）。過表達(dá)miR-132/miR-212可增強(qiáng)AD小鼠腦中Aβ、過度磷酸化tau蛋白的自噬能力（Hernandez-Rapp et al.，2016）。研究發(fā)現(xiàn)，MSCs-EXs含有miR-132/miR-212（Yang et al.，2018），提示攜帶miR-132/miR-212的MSCs-EXs可通過增強(qiáng)細(xì)胞自噬能力，減少Aβ和過度磷酸化tau蛋白數(shù)量。研究說明，EXs攜帶的miR-1792、miR-132/miR-212等有益成分，通過調(diào)節(jié)細(xì)胞信號(hào)和自噬功能，緩解AD腦內(nèi)的tau蛋白病理。

EXs轉(zhuǎn)運(yùn)tau蛋白的方式和攜帶的有益成分能抑制AD腦內(nèi)過度磷酸化tau蛋白的產(chǎn)生和聚集。然而，過度磷酸化tau蛋白被分選到EXs的過程仍不清楚。

2.3 EXs與神經(jīng)發(fā)生

神經(jīng)發(fā)生數(shù)量與AD患者Braak病理分期直接相關(guān)，神經(jīng)發(fā)生數(shù)量的減少會(huì)加速AD的發(fā)生發(fā)展。EXs具有促進(jìn)神經(jīng)發(fā)生的作用。研究發(fā)現(xiàn)，人類誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞EXs（hiPSC-EXs）能上調(diào)小鼠海馬齒狀回顆粒細(xì)胞層（dentate gyrus cell，DGC）神經(jīng)發(fā)生標(biāo)記物DAPI、Nestin和EdU＋的表達(dá)（Sharma et al.，2019）。Reza-Zaldivar等（2019）實(shí)驗(yàn)表明，在AD小鼠腦內(nèi)連續(xù)4周注入MSCs-EXs，發(fā)現(xiàn)AD小鼠海馬腦室下區(qū)（subventricular zone，SVZ）神經(jīng)發(fā)生標(biāo)記物DCX＋的表達(dá)顯著提高。研究表明，具有促進(jìn)神經(jīng)發(fā)生作用的EXs是干預(yù)AD的策略之一。

EXs促進(jìn)神經(jīng)發(fā)生的途徑之一是激活Wnt/β-catenin信號(hào)通路（Wnt/β-catenin pathway）。研究表明，攜帶Wnt蛋白的EXs能激活果蠅發(fā)育期細(xì)胞和人類細(xì)胞的Wnt/βcatenin信號(hào)，促進(jìn)細(xì)胞增殖（Gross et al.，2012）。在AD小鼠腦中過表達(dá)Wnt3a，發(fā)現(xiàn)Wnt/β-catenin信號(hào)激活后，DGC神經(jīng)發(fā)生數(shù)量顯著增加（Shruster et al.，2014）。BMMSCs-EXs含有 Wnt3a蛋白，能激活 Wnt/β-catenin信號(hào)，促進(jìn)成纖維細(xì)胞增殖（McBride et al.，2017）。研究說明，EXs能通過激活Wnt/β-catenin信號(hào)，促進(jìn)AD腦內(nèi)神經(jīng)發(fā)生。

EXs促進(jìn)神經(jīng)發(fā)生的另一途徑是激活A(yù)KT信號(hào)。Feliciano等（2014）研究發(fā)現(xiàn)，健康人類和嚙齒類動(dòng)物胚胎腦脊液中含有 miR-124、miR-25b、miR-17-5、miR-92b、miR-93、miR-92a、miR-181、miR-99b和 Let-7的 EXs，能通過激活胰島素樣生長(zhǎng)因子（insulin-like growth factors，IGF）-PI3K-AKT-雷帕霉素復(fù)合物1（mTORC1）信號(hào)，提高神經(jīng)發(fā)生標(biāo)記物DAPI、Nestin的表達(dá)數(shù)量，增加神經(jīng)元密度。研究發(fā)現(xiàn)，攜帶miR-21的神經(jīng)元前體細(xì)胞EXs（NPCEXs）能促進(jìn)細(xì)胞神經(jīng)發(fā)生（Ma et al.，2019），機(jī)制是miR-21能通過抑制程序性細(xì)胞死亡蛋白4（programmed cell death protein 4，PDCD4），同時(shí)激活 PI3K-AKT 信號(hào)抑制AD腦內(nèi)神經(jīng)凋亡，促進(jìn)神經(jīng)發(fā)生（Feng et al.，2018）。說明，EXs激活A(yù)KT信號(hào)能提高AD腦內(nèi)神經(jīng)發(fā)生的數(shù)量。

2.4 EXs與突觸可塑性

突觸受體損傷及突觸可塑性降低造成的突觸功能障礙是導(dǎo)致AD認(rèn)知障礙的重要因素（Hu et al.，2017）。腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子（brain-derived neurotrophic factor，BDNF）能促進(jìn)神經(jīng)發(fā)生和增加突觸可塑性。Suire等（2017）研究發(fā)現(xiàn)，老年人群血清神經(jīng)元EXs攜帶的BDNF數(shù)量顯著減少，BDNF前體（pro-BDNF）數(shù)量則顯著增加。Goetzl等（2016）實(shí)驗(yàn)檢測(cè)到AD和FTD患者血清EXs中SYP、突觸足蛋白（synaptopodin，SYNPO）和突觸結(jié)合蛋白相關(guān)基因2（synaptotagmin-2，SRG2）等突觸相關(guān)蛋白的數(shù)量顯著降低。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，與健康人群相比，AD患者血清神經(jīng)元EXs的突觸體相關(guān)蛋白25（synaptosomal-associated-protein-25，SNAP25）數(shù)量顯著降低（Agliardi et al.，2019）。研究表明，EXs傳遞BDNF等突觸營(yíng)養(yǎng)蛋白的能力受損是AD突觸障礙的重要誘因，恢復(fù)EXs的正常傳遞功能是改善AD腦內(nèi)突觸功能的有效手段。

一方面，EXs能抑制突觸受體損傷。興奮性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白2（excitatory amino acid transporters 2，EAAT2）是減緩AD腦內(nèi)谷氨酸（glutamic acid，Glu）受體持續(xù)激活的載體之一。研究發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)元型EXs攜帶的miR-124通過提高星形膠質(zhì)細(xì)胞EAAT2蛋白水平，抑制突觸后膜Glu受體的持續(xù)激活，保護(hù)突觸受體正?；钚裕∕orel et al.，2013）。Aβ會(huì)降解突觸酪氨酸激酶Eph受體B2（Ephrin receptor B2，EphB2），造成EphB2與神經(jīng)元膜Eph受體結(jié)合量顯著降低，導(dǎo)致突觸數(shù)量減少，恢復(fù)AD小鼠腦內(nèi)的EphB2表達(dá)，逆轉(zhuǎn)Aβ導(dǎo)致的突觸數(shù)量減少（Hu et al.，2017）。研究表明，攜帶EphB2的EXs能在神經(jīng)元去極化時(shí)釋放，調(diào)節(jié)突觸后膜受體活性，增加神經(jīng)元之間的突觸連接數(shù)量（Gong et al.，2016）。這表明，攜帶miR-124和EphB2的EXs能抑制AD腦內(nèi)的Glu和Eph突觸受體損傷。

另一方面，EXs能增加突觸可塑性。攜帶突觸蛋白1（synapsin-1，SYP-1）和微管蛋白 2（microtubule associated protein 2，MAP2）的hiPSC-EXs能顯著增加神經(jīng)元突觸密度（Sharma et al.，2019）。攜帶突觸素I（synapsin I，SYN-I）的少突膠質(zhì)細(xì)胞EXs能提高海馬神經(jīng)細(xì)胞粘附分子（neural cell adhesion molecule，NCAM）的表達(dá)，促進(jìn)神經(jīng)突觸增長(zhǎng)（Wang et al.，2011）。研究發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)元去極化時(shí)分泌攜帶微管蛋白1B（MAP1b）、miR-638、miR-149的EXs能正向調(diào)節(jié)突觸可塑性（Goldie et al.，2014）。結(jié)果表明，攜帶突觸蛋白和miRNA等活性物質(zhì)的EXs能增加突觸可塑性。

2.5 EXs與神經(jīng)炎癥

小膠質(zhì)細(xì)胞和星膠質(zhì)細(xì)胞過度活化釋放的炎癥因子是造成AD神經(jīng)炎癥損傷的主要因素（Cui et al.，2018）。研究發(fā)現(xiàn)，AD患者中攜帶HSP70的EXs數(shù)量顯著低于正常人（Goetzl et al.，2015），而攜帶 HSP70的 EXs是α1-腎上腺素能受體（α1-adrenoceptor，α1-AR）為減輕應(yīng)激狀態(tài)下機(jī)體炎癥的重要反饋調(diào)節(jié)物質(zhì)（Beninson et al.，2014），提示AD患者機(jī)體內(nèi)攜帶HSP70等活性分子的EXs在抑制機(jī)體炎癥過程中功能弱化，造成外周系統(tǒng)炎癥和中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎癥相互影響，加重AD的發(fā)生發(fā)展。

EXs能抑制AD腦內(nèi)小膠質(zhì)細(xì)胞和星膠質(zhì)細(xì)胞過度活化與炎癥因子表達(dá)。Wang等（2019）發(fā)現(xiàn)，外周注射巨噬細(xì)胞EXs能下調(diào)AD小鼠腦內(nèi)小膠質(zhì)細(xì)胞陽性活化標(biāo)志物離子化鈣結(jié)合銜接子分子1（ionized calcium-binding adapter molecule 1，Iba-1）表達(dá)。Cui等（2019）實(shí)驗(yàn)證明，BMMSCs-EXs能下調(diào)AD小鼠腦內(nèi)腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor α，TNF-α）、白介素1β（interleukin-1β，IL-1β）和IL-6的表達(dá)，上調(diào)抗炎因子IL-4、IL-10和IL-13的表達(dá)，減少星形膠質(zhì)細(xì)胞活化標(biāo)記物膠質(zhì)原纖維酸性蛋白（glial fibillary acidic protein，GFAP）產(chǎn)生。Cui等（2018）還發(fā)現(xiàn)，MSCs-EXs能抑制轉(zhuǎn)錄激活因子3（signal transducer and activator of transcription 3，STAT3）和核因子 κB（nuclear factor kappa-B，NF-κB）信號(hào)通路的激活，降低TNF-α和IL-1β表達(dá)，提高IL-4和IL-10表達(dá)，減少AD小鼠腦中星膠質(zhì)和小膠質(zhì)細(xì)胞的過度活化。研究提示，EXs可能是抑制AD腦神經(jīng)炎癥的新途徑。

攜帶活性分子的EXs是抑制AD腦內(nèi)膠質(zhì)細(xì)胞激活和炎癥因子生成的關(guān)鍵因素。攜帶miR-30d-5p的EXs能抑制小膠質(zhì)細(xì)胞M1炎性活化，促進(jìn)小鼠腦內(nèi)M1向M2非炎性轉(zhuǎn)化（Jiang et al.，2018）。研究發(fā)現(xiàn)，miR-146a通過抑制白細(xì)胞介素-1受體相關(guān)激酶（IL-1 receptor associated kinase 1，IRAK-1）、IRAK-2、腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子-6（TNF receptor associated factor 6，TRAF-6）、IL-1β等炎癥因子的表達(dá)，改善AD神經(jīng)炎癥（Iyer et al.，2012），提示攜帶miR-146a的EXs能抑制AD神經(jīng)炎癥。人胚腎細(xì)胞攜帶miR-146a的EXs能通過調(diào)控Toll樣受體4（tolllike receptor 4，TLR4）信號(hào)通路，抑制小膠質(zhì)細(xì)胞炎性反應(yīng)，減少干擾素-β（interferon β，IFN-β）、TRAF-6、TNF-α、IL-1β的表達(dá)（楊永祥 等，2018）。攜帶miR-146a的BMMSCs-EXs能抑制糖尿病大鼠腦內(nèi)的星膠質(zhì)細(xì)胞炎癥（Kubota et al.，2018）。研究表明，攜帶miR-30d-5p等活性分子的EXs是抑制AD腦內(nèi)神經(jīng)炎癥的潛在靶點(diǎn)。

2.6 EXs與氧化應(yīng)激

活性氧（reactive oxygen species，ROS）引起的氧化應(yīng)激（oxidative stress，OS）能導(dǎo)致Aβ沉積和過度磷酸化tau蛋白聚集。ROS和Aβ之間的惡性循環(huán)會(huì)加速AD病理，減輕氧化應(yīng)激能減緩AD患者神經(jīng)元損傷。

EXs能抵抗氧化應(yīng)激引起的神經(jīng)損傷。研究表明，NSC-EXs能抑制氧化應(yīng)激所致的神經(jīng)元凋亡，顯著提高神經(jīng)元活力（黎博等，2018）。

過量活性氧會(huì)增加線粒體通透性，降低膜電位，導(dǎo)致線粒體外膜破損，釋放出凋亡因子Caspase3和Bax，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，加重AD病理（Sorrentino et al.，2017）。研究表明，少突膠質(zhì)細(xì)胞EXs能防止神經(jīng)元線粒體膜電位破壞，抵抗過氧化氫引起的氧化應(yīng)激對(duì)神經(jīng)元的損傷，抑制神經(jīng)元凋亡，提高神經(jīng)元存活能力（Fruhbeis et al.，2013）。ADSCs-EXs能降低腦組織中線粒體Caspase3和Bax的表達(dá)，抑制神經(jīng)元凋亡（Chang et al.，2019）。研究說明，EXs能保護(hù)線粒體結(jié)構(gòu)，抵抗AD腦內(nèi)氧化應(yīng)激。

Aβ會(huì)降低超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、過氧化氫酶（catalase，CAT）和谷胱甘肽（glutathione，GSH）等抗氧化酶（antioxidant enzyme）的活性和數(shù)量，導(dǎo)致活性氧過度積累和氧化應(yīng)激產(chǎn)生。研究發(fā)現(xiàn)，少突膠質(zhì)細(xì)胞分泌的EXs可攜帶SOD、CAT和其他抗氧化酶，減輕氧化應(yīng)激所致的神經(jīng)元凋亡（Frohlich et al.，2014）。星膠質(zhì)細(xì)胞分泌的EXs可轉(zhuǎn)運(yùn)GSH、SOD和CAT等抗氧化酶，提高神經(jīng)元抗氧化能力（Ranjit et al.，2018）。外周組織也能分泌含有抗氧化酶的EXs。徐會(huì)友等（2019）研究發(fā)現(xiàn)，含有 SOD 的 MSCs-EXs、BDNF刺激MSCs-EXs攜帶的高活性SOD，均能減輕氧化應(yīng)激造成的神經(jīng)元損傷。研究表明，EXs能通過提高AD腦內(nèi)的抗氧化能力抵抗氧化應(yīng)激。

3 EXs介導(dǎo)運(yùn)動(dòng)干預(yù)AD的作用機(jī)制

多數(shù)研究證明，EXs是運(yùn)動(dòng)應(yīng)激下機(jī)體內(nèi)分泌、旁分泌和自分泌的適應(yīng)性調(diào)節(jié)產(chǎn)物。長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)人群的血漿EXs數(shù)量顯著增加（Hou et al.，2019）。30%～80%最大攝氧量（V.O2max）運(yùn)動(dòng)負(fù)荷下，血液中EXs的數(shù)量會(huì)急劇增加（Whitham et al.，2018）。Hou等（2019）發(fā)現(xiàn)，4周遞增負(fù)荷的游泳運(yùn)動(dòng)能誘導(dǎo)大鼠肝、內(nèi)皮、肌細(xì)胞分泌EXs。人體實(shí)驗(yàn)表明，一次耐力運(yùn)動(dòng)后，血小板型EXs是運(yùn)動(dòng)前的2.9倍，骨骼肌EXs的標(biāo)記蛋白ALIX會(huì)急劇下降，循環(huán)系統(tǒng)中EXs的數(shù)量會(huì)隨耐力運(yùn)動(dòng)的時(shí)間增加而增加（Safdar et al.，2016）。3分鐘的遞增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)能促進(jìn)循環(huán)中淋巴細(xì)胞、單核細(xì)胞、血小板、內(nèi)皮細(xì)胞等免疫細(xì)胞釋放EXs（Brahmer et al.，2019）。研究表明，單次、長(zhǎng)期、急性、慢性運(yùn)動(dòng)均會(huì)促進(jìn)機(jī)體分泌EXs，提高循環(huán)EXs的水平。

3.1 EXs清除代謝廢物介導(dǎo)運(yùn)動(dòng)干預(yù)AD

運(yùn)動(dòng)期間EXs分泌和釋放是清除機(jī)體代謝廢物的方式之一。Fruhbeis等（2015）發(fā)現(xiàn)，EXs在運(yùn)動(dòng)初級(jí)階段就已分泌，速度快于腎上腺素（adrenaline，epinephrine，AE）和去甲腎上腺素（norepinephrine，INN）的釋放，進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)的EXs能處理細(xì)胞壓力狀態(tài)下產(chǎn)生的代謝廢物，維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境代謝平衡。研究表明，人體進(jìn)行20 min的有氧運(yùn)動(dòng)后，汗液EXs有1 062種蛋白質(zhì)發(fā)生變化，包括代謝產(chǎn)物、免疫因子等997種從未在汗液中報(bào)到過的分子，運(yùn)動(dòng)期間的EXs能將包裹的代謝廢物通過汗腺排除體外（Wu et al.，2018）。另研究表明，一次性遞增負(fù)荷跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的EXs會(huì)隨血液循環(huán)穿梭到大腦、肝臟等全身組織，90～180 min后逐漸恢復(fù)到安靜水平（Fruhbeis et al.，2015）。運(yùn)動(dòng)能促進(jìn)細(xì)胞代謝廢物通過EXs途徑清除，防止代謝廢物聚集誘導(dǎo)的細(xì)胞損傷。

運(yùn)動(dòng)改善腦健康作用與EXs的數(shù)量增加有關(guān)。EXs參與細(xì)胞內(nèi)Aβ、tau等代謝廢物的處理過程，AD腦內(nèi)致病性蛋白集聚的部分原因是神經(jīng)元細(xì)胞廢物處理功能弱化，增加腦內(nèi)EXs數(shù)量有利于降低AD腦內(nèi)的Aβ和過度磷酸化tau蛋白濃度。運(yùn)動(dòng)減少AD腦內(nèi)神經(jīng)元代謝廢物Aβ數(shù)量與腦內(nèi)EXs分泌和釋放有關(guān)。EXs釋放受自噬相關(guān)基因 5（autophagy related gene 5，Atg5）調(diào)控，上調(diào) Atg5表達(dá)可調(diào)節(jié)MVBs生成進(jìn)而增加EXs的數(shù)量，敲除Atg5基因，效果消失（Guo et al.，2017）。Herring等（2016）發(fā)現(xiàn)，5個(gè)月跑輪運(yùn)動(dòng)顯著上調(diào)1月齡和7月齡AD小鼠大腦皮層與海馬中的Atg5表達(dá)，并減少Aβ沉積數(shù)量。另有實(shí)驗(yàn)表明，5個(gè)月的有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練能顯著提高AD小鼠腦內(nèi)MVBs的水平，認(rèn)為運(yùn)動(dòng)可能促進(jìn)腦內(nèi)EXs的產(chǎn)生和釋放（Zhang et al.，2018）。這些研究表明，運(yùn)動(dòng)可能通過上調(diào)Atg5表達(dá)和提高M(jìn)VBs水平，誘發(fā)腦內(nèi)神經(jīng)元型EXs分泌，改善Aβ等病理。另外，運(yùn)動(dòng)減少腦內(nèi)Aβ數(shù)量還與外周EXs的數(shù)量增加有關(guān)。Bertoldi等（2018）表明，與安靜組相比，21月齡的衰老大鼠進(jìn)行2周跑臺(tái)訓(xùn)練后的循環(huán)EXs數(shù)量增加，攜帶神經(jīng)元型Aβ的EXs數(shù)量增加，EXs攜帶的神經(jīng)突觸標(biāo)記物乙酰膽堿酯酶（cholinesterase，AChE）數(shù)量顯著下降。研究證實(shí)，小鼠經(jīng)過持續(xù)4周的有氧跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)，血漿和腦組織中的內(nèi)皮祖細(xì)胞型EXs（EPCEXs）顯著增加，且運(yùn)動(dòng)組小鼠血漿EPC-EXs和腦組織中的EPC-EXs水平升高呈正相關(guān)，腦組織中EPC-EXs的水平與caspase-3表達(dá)、神經(jīng)細(xì)胞凋亡數(shù)量呈負(fù)相關(guān)（Wang et al.，2020）。研究表明，運(yùn)動(dòng)期間的EXs能快速通過血腦屏障，引起腦內(nèi)EXs數(shù)量增加，并將腦內(nèi)神經(jīng)元型Aβ轉(zhuǎn)運(yùn)至外周組織降解或者通過其他方式排出體外，利于機(jī)體清除神經(jīng)元Aβ等代謝廢物，恢復(fù)神經(jīng)突觸功能。

運(yùn)動(dòng)引起腦內(nèi)EXs的變化是運(yùn)動(dòng)改善AD腦健康的重要作用機(jī)制。因此，EXs清除代謝廢物的作用是運(yùn)動(dòng)干預(yù)AD的機(jī)制之一。然而，運(yùn)動(dòng)促使EXs釋放的過程仍不明晰，未來應(yīng)探究運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、運(yùn)動(dòng)方式、運(yùn)動(dòng)類型、運(yùn)動(dòng)時(shí)間引起的EXs變化，及其與AD之間的關(guān)系。

3.2 EXs攜帶運(yùn)動(dòng)因子介導(dǎo)運(yùn)動(dòng)干預(yù)AD

運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)骨骼肌和其他組織器官產(chǎn)生肽類或核酸類成分的物質(zhì)稱為運(yùn)動(dòng)因子（exerkines）。研究表明，肌纖維分泌的437種蛋白質(zhì)，65.3%存在于EXs中（Pedersen et al.，2012）。Whitham等（2018）發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)會(huì)調(diào)節(jié)循環(huán)EXs中的322種蛋白。Bryl-Gorecka等（2018）實(shí)驗(yàn)表明，運(yùn)動(dòng)后CD62型EXs包含的54種蛋白質(zhì)發(fā)生顯著變化，低、中和高強(qiáng)度跑步訓(xùn)練會(huì)調(diào)節(jié)EXs中miR-128-3p、miR-103-3p、miR-330-5p、miR-148a-3p、miR-191a-5p、miR-10b-5p、miR-93-5p、miR-25-3p的表達(dá)（Oliveira et al.，2018）。一次性高強(qiáng)度間歇性自行車運(yùn)動(dòng)可顯著增加循環(huán)EXs中miR-1-3p、miR-16-5p和 miR-222-3p的數(shù)量（D'Souza et al.，2018）。研究認(rèn)為，EXs是運(yùn)動(dòng)期間運(yùn)動(dòng)因子調(diào)控機(jī)體生理狀態(tài)的重要載體，運(yùn)動(dòng)能促進(jìn)EXs生成并使其攜帶具有生物活性的運(yùn)動(dòng)因子，包括骨骼肌分泌的鳶尾素（irisin）、BDNF等肌肉因子（myokines），肝臟分泌的成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子2（fibroblast growth factor 2，F(xiàn)GF-2）、IGF等肝細(xì)胞因子（hepatokines），脂肪組織分泌的瘦素（leptin，LP）、脂聯(lián)素（adiponectin，ADPN）等脂肪因子（adipokines），以及其他組織分泌的運(yùn)動(dòng)因子。這些進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)因子包裝在EXs內(nèi)，會(huì)在大腦、心臟、血管和脂肪等組織進(jìn)行近端以及遠(yuǎn)端作用，進(jìn)而調(diào)節(jié)神經(jīng)、免疫、心血管和代謝系統(tǒng)的生理活動(dòng)（Kim et al.，2019）。對(duì)20名健康受試者進(jìn)行10 min的自行車鍛煉并逐漸增加運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，1 h后機(jī)體EXs數(shù)量顯著減少，說明運(yùn)動(dòng)會(huì)促進(jìn)EXs分泌和機(jī)體組織攝取EXs（Bryl-Gorecka et al.，2018）。以上研究說明，攜帶運(yùn)動(dòng)因子的EXs參與運(yùn)動(dòng)條件下機(jī)體細(xì)胞間的通信。

EXs攜帶的活性物質(zhì)運(yùn)動(dòng)因子是運(yùn)動(dòng)應(yīng)激下機(jī)體適應(yīng)性成分。運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)因子之所以被組裝在EXs中，是因?yàn)榧?xì)胞外環(huán)境不是運(yùn)動(dòng)因子的適宜環(huán)境。由于EXs的特殊結(jié)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)因子能免受如核糖核酸酶等降解，長(zhǎng)距離、長(zhǎng)時(shí)間、多途徑轉(zhuǎn)遞，介導(dǎo)運(yùn)動(dòng)在生理與病理方面產(chǎn)生廣泛的健康促進(jìn)效應(yīng)（Li et al.，2019）。Hou等（2019）證明，長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)人群血液EXs中的miR-342-5p數(shù)量顯著增加，并通過靶向Caspase 9和c-Jun氨基末端激酶2（c-jun n-terminal kinase，Jnk2）以及蛋白磷酸酶 1（protein phosphatase 1F，PPM1F），上調(diào)Akt信號(hào)，保護(hù)心臟免受心肌缺血/再灌注損傷。

小鼠咬肌收縮會(huì)分泌NEP的EXs到海馬神經(jīng)元，引起海馬NEP數(shù)量增多（Kobayashi et al.，2019）。Khodadadi等（2018）發(fā)現(xiàn)，4周跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)能增加AD大鼠腦內(nèi)的IDE和NEP數(shù)量，減少Aβ沉積。運(yùn)動(dòng)引起肌肉收縮能促進(jìn)NEP和IDE的表達(dá)與EXs釋放，且NEP和IDE被包裹在EXs中，說明運(yùn)動(dòng)能通過EXs增加NEP、IDE水平，減少AD大腦Aβ的集聚。Dong等（2018）實(shí)驗(yàn)表明，4周跑輪運(yùn)動(dòng)能上調(diào)AD小鼠腦內(nèi)miR-132的表達(dá)，顯著降低海馬Aβ的水平。miR-132可提高Aβ、過度磷酸化tau蛋白的自噬能力和在EXs中的表達(dá)。運(yùn)動(dòng)能提高miR-132的表達(dá)及增加EXs數(shù)量，EXs能分選miR-132，說明運(yùn)動(dòng)通過EXs增加腦內(nèi)miR-132的數(shù)量，提高AD腦內(nèi)Aβ和過度磷酸化tau蛋白的自噬能力。而且，EXs能攜帶組織蛋白酶B（cathepsin B，CTSB）（Downs et al.，2018）。Moon等（2016）研究表明，8周跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)可顯著提高恒河猴和人類血漿中的CTSB水平并促進(jìn)神經(jīng)發(fā)生，12周跑臺(tái)訓(xùn)練能上調(diào)大鼠海馬中Wnt3a的表達(dá)，激活Wnt信號(hào)，促進(jìn)神經(jīng)發(fā)生（Lee et al.，2019）。運(yùn)動(dòng)能增加腦內(nèi)CTSB、Wnt3a和EXs數(shù)量，EXs能組裝CTSB和Wnt3a蛋白，表明運(yùn)動(dòng)可通過EXs增加腦內(nèi)的CTSB和Wnt3a蛋白數(shù)量，促進(jìn)AD腦神經(jīng)發(fā)生。2周低強(qiáng)度和高強(qiáng)度跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)能增加大鼠海馬神經(jīng)元miR-124數(shù)量，增強(qiáng)突觸可塑性（Mojtahedi et al.，2013）。EXs的miR-124能抑制AD突觸受體毒性，運(yùn)動(dòng)能提高腦內(nèi)miR-124和EXs數(shù)量，且EXs包含miR-124，說明運(yùn)動(dòng)能通過EXs增加AD腦內(nèi)miR-124數(shù)量。Choi等（2018）發(fā)現(xiàn)，6周跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)能上調(diào)AD小鼠海馬BDNF和SYP的表達(dá)，促進(jìn)神經(jīng)發(fā)生和突觸生長(zhǎng)。Lin等（2012）發(fā)現(xiàn)，4周跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)能上調(diào)大鼠海馬SNAP-25的表達(dá)，提高海馬樹突棘密度。運(yùn)動(dòng)能增加BDNF、SYP、SNAP-25和EXs數(shù)量，BDNF、SYP、SNAP-25均能在EXs中表達(dá)，提示運(yùn)動(dòng)能通過EXs提高AD腦內(nèi)BDNF、SYP、SNAP-25的表達(dá)水平，促進(jìn)神經(jīng)發(fā)生，增加突觸可塑性。Leem等（2009）發(fā)現(xiàn)，5周跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)能增加AD小鼠腦中的SOD和CAT等抗氧化酶數(shù)量，減輕神經(jīng)氧化應(yīng)激。運(yùn)動(dòng)能增加EXs和SOD、CAT數(shù)量，SOD和CAT可在EXs中表達(dá)，說明運(yùn)動(dòng)通過EXs增加AD腦內(nèi)的SOD、CAT等抗氧化酶數(shù)量，以減輕AD的氧化應(yīng)激。研究表明，運(yùn)動(dòng)對(duì)AD的病理調(diào)控作用可能與運(yùn)動(dòng)期間攜帶運(yùn)動(dòng)因子的EXs有關(guān)。

運(yùn)動(dòng)通過調(diào)節(jié)EXs中運(yùn)動(dòng)因子的表達(dá)，產(chǎn)生神經(jīng)保護(hù)作用進(jìn)而干預(yù)AD。AD的發(fā)病機(jī)制與EXs攜帶運(yùn)動(dòng)因子異常變化有關(guān)。Lugli等（2015）發(fā)現(xiàn)，AD患者血清中EXs的miR-342-5p顯著減少。研究表明，運(yùn)動(dòng)能上調(diào)EXs中miR-342-5p的表達(dá)（Hou et al.，2019）。另Suire等（2017）發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)能力較好的老年人群中，血清神經(jīng)元型EXs攜帶的BDNF數(shù)量顯著增加，提示運(yùn)動(dòng)會(huì)提高AD患者EXs攜帶的miR-342-5p和BDNF數(shù)量，改善AD相關(guān)病理。BMSCs和ADSCs等MSCs分泌的EXs能顯著改善AD病理特征。MSCs是分化成肌肉、骨骼和脂肪的共同細(xì)胞源，運(yùn)動(dòng)能影響MSCs生理狀態(tài)及調(diào)節(jié)MSCs-EXs的內(nèi)在成分。研究發(fā)現(xiàn)，9周運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練能提高大鼠ADSCs神經(jīng)元標(biāo)記蛋nestin、β-tubulin、MAP2的表達(dá)和神經(jīng)突起長(zhǎng)度，表明運(yùn)動(dòng)有促進(jìn)ADSCs分化為神經(jīng)元的潛力（Kato et al.，2019）。Kubota等（2018）發(fā)現(xiàn)，在裝有自主跑輪的豐富環(huán)境干預(yù)下，鏈脲佐菌素（STZ）型認(rèn)知障礙大鼠BMMSC會(huì)顯著增加含有miR-146a型運(yùn)動(dòng)因子的EXs數(shù)量，減輕海馬神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞的炎癥反應(yīng)，改善大鼠認(rèn)知障礙。研究說明，運(yùn)動(dòng)能通過調(diào)節(jié)MSCs-EXs分泌及成分，增強(qiáng)機(jī)體抵抗AD病變的能力。此外，運(yùn)動(dòng)還能調(diào)節(jié)內(nèi)皮祖細(xì)胞型EXs（EPC-EXs）的組成成分。Wang等（2020）證據(jù)顯示，中等強(qiáng)度的跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)可增加小鼠腦組織中攜帶miR-126型運(yùn)動(dòng)因子的EPC-EXs數(shù)量，提高神經(jīng)發(fā)生標(biāo)記物BrdU+和NeuN+的數(shù)量，促進(jìn)腦血管生成，抑制缺氧誘導(dǎo)的神經(jīng)元凋亡，增強(qiáng)受損軸突生長(zhǎng)的能力，提高小鼠認(rèn)知能力。體外細(xì)胞模型還發(fā)現(xiàn)，阻斷miR-126型EPC-EXs作用，運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的神經(jīng)元保護(hù)效應(yīng)消失。研究表明，運(yùn)動(dòng)能促使EXs攜帶如miR-146a型運(yùn)動(dòng)因子，并使EXs成為具有緩解和改善AD的“運(yùn)動(dòng)藥丸”。這為EXs-exerkines途徑介導(dǎo)運(yùn)動(dòng)干預(yù)AD提供了有力證明。

運(yùn)動(dòng)改善AD的病理作用至少部分與運(yùn)動(dòng)期間EXs的運(yùn)動(dòng)因子有關(guān)。因此，EXs攜帶的運(yùn)動(dòng)因子是介導(dǎo)運(yùn)動(dòng)干預(yù)AD的機(jī)制之一。然而，目前尚不清楚運(yùn)動(dòng)促使何種組織釋放EXs并調(diào)節(jié)何種運(yùn)動(dòng)因子，有待進(jìn)一步研究。

3.3 EXs提高機(jī)體整合效應(yīng)介導(dǎo)運(yùn)動(dòng)干預(yù)AD

EXs是中樞-外周、細(xì)胞-組織-器官-系統(tǒng)交流的共通路徑，能在機(jī)體各組織中轉(zhuǎn)移其攜帶的物質(zhì)，在調(diào)控人體龐大復(fù)雜系統(tǒng)、協(xié)調(diào)機(jī)體整體穩(wěn)定性方面發(fā)揮重要作用。Li等（2019）認(rèn)為，運(yùn)動(dòng)作為機(jī)體的良性刺激，幾乎對(duì)所有器官均有健康促進(jìn)效應(yīng)，發(fā)揮延緩機(jī)體衰老，改善神經(jīng)系統(tǒng)、心血管和代謝性疾病等整合效應(yīng)，EXs則是運(yùn)動(dòng)發(fā)揮整合效應(yīng)促進(jìn)機(jī)體健康的共通路徑。

運(yùn)動(dòng)通過EXs緩解AD外周系統(tǒng)的病理癥狀。血管功能障礙和胰島素抵抗會(huì)加速AD發(fā)展，改善血管功能和胰島素抵抗能延緩AD病程（Love et al.，2016）。研究表明，運(yùn)動(dòng)會(huì)促進(jìn)機(jī)體釋放攜帶miR-126的EPC-EXs，通過上調(diào)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）的表達(dá)，下調(diào)萌芽相關(guān)蛋白1（sprouty-related protein-1，SPRED1）的表達(dá)，提高血管內(nèi)皮細(xì)胞的血管修復(fù)和生成能力（Ma et al.，2018）。耐力運(yùn)動(dòng)能促使機(jī)體分泌攜帶HSP60的EXs，提高骨骼肌等組織中過氧化物酶體增殖物激活受體γ共激活因子1α（peroxisome proliferator-activated receptorγcoactivator-1α，PGC1α）的表達(dá)，改善機(jī)體胰島素抵抗（Safdar et al.，2018）。此外，攜帶HSP70的EXs能抑制AD機(jī)體的炎癥因子。Fruhbeis等（2015）發(fā)現(xiàn)，人體運(yùn)動(dòng)期間會(huì)釋放攜帶HSP70的EXs進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)，提示運(yùn)動(dòng)可通過EXs增加組織中HSP70的數(shù)量，防止外周組織的炎癥因子進(jìn)入腦部，或者直接在腦內(nèi)發(fā)揮抗炎作用。這些研究說明，具有整合效應(yīng)的EXs是運(yùn)動(dòng)改善血管功能障礙、緩解胰島素抵抗和抑制機(jī)體炎癥的信使載體，運(yùn)動(dòng)期間的EXs可在肌肉血管等近端組織發(fā)揮作用，通過緩解AD患者機(jī)體外周系統(tǒng)疾病病理，間接改善腦內(nèi)神經(jīng)病變，降低AD患病風(fēng)險(xiǎn)。

運(yùn)動(dòng)通過EXs直接改善中樞神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)病變。骨骼肌EXs可直接作用于神經(jīng)，增強(qiáng)神經(jīng)突觸可塑性和抑制神經(jīng)元凋亡（Madison et al.，2014）。AD患者腦脊液中，miR-9顯著減少（Riancho et al.，2017），而miR-9能負(fù)調(diào)節(jié)β-分泌酶表達(dá)（Choi et al.，2019）。研究發(fā)現(xiàn)，6個(gè)月有氧運(yùn)動(dòng)能顯著增加外周循環(huán)攜帶miR-9的EXs數(shù)量，增加前額葉皮層（PFC）、前扣帶回皮層（ACC）灰質(zhì)體積，顯著提高M(jìn)CI患者學(xué)習(xí)記憶能力（Anderson-Hanley et al.，2018）。這表明運(yùn)動(dòng)會(huì)通過增加外周循環(huán)中攜帶miR-9的EXs數(shù)量，減少腦內(nèi)Aβ生成，阻止AD發(fā)展。研究發(fā)現(xiàn)，富集環(huán)境（含自主跑輪）干預(yù)下，正常和衰老動(dòng)物模型血清中攜帶miR-219的EXs數(shù)量增加，可通過增加海馬神經(jīng)元、少突膠質(zhì)前體細(xì)胞和神經(jīng)干細(xì)胞的數(shù)量，減輕氧化應(yīng)激和促進(jìn)髓鞘形成，發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用（Pusic et al.，2014，2016）。Wang等（2020）實(shí)驗(yàn)證實(shí)，運(yùn)動(dòng)會(huì)增加小鼠大腦中攜帶miR-126的EPC-EXs數(shù)量，激活腦內(nèi)BDNF-酪氨酸激酶受體（tyrosine kinase receptor B，TrkB）-Akt信號(hào)通路，抑制神經(jīng)元凋亡，安靜組則沒有此效應(yīng)。研究表明，運(yùn)動(dòng)可以促進(jìn)EXs作用于腦部等遠(yuǎn)端組織，發(fā)揮提高神經(jīng)元功能和改善AD腦內(nèi)神經(jīng)病變的作用。

綜上，EXs通過影響外周循環(huán)和中樞神經(jīng)系統(tǒng)，提高運(yùn)動(dòng)的整合效應(yīng)，如攜帶miR-126的EPC-EXs。運(yùn)動(dòng)期間的EXs在促進(jìn)機(jī)體整體健康水平和干預(yù)AD方面起到重要的調(diào)節(jié)作用。因此，EXs介導(dǎo)運(yùn)動(dòng)提高機(jī)體整合效應(yīng)是干預(yù)AD的機(jī)制之一，深入研究更能全面理解運(yùn)動(dòng)促進(jìn)腦健康和防治AD的生物學(xué)機(jī)制。

4 結(jié)論與展望

本文從EXs與AD關(guān)系出發(fā)，結(jié)合運(yùn)動(dòng)的影響，系統(tǒng)分析EXs介導(dǎo)運(yùn)動(dòng)干預(yù)AD的作用機(jī)制（圖1）。其主要包括：1）運(yùn)動(dòng)促使機(jī)體EXs分泌和釋放，增強(qiáng)機(jī)體清除代謝廢物的能力，防止廢物進(jìn)入腦組織，減少AD腦內(nèi)Aβ的堆積。2）運(yùn)動(dòng)可調(diào)節(jié)EXs攜帶的運(yùn)動(dòng)因子，并將其轉(zhuǎn)移到CNS，改善AD的病理。3）運(yùn)動(dòng)通過EXs在外周循環(huán)和中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)揮作用，產(chǎn)生機(jī)體整合效應(yīng)，阻止AD發(fā)展。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)EXs介導(dǎo)運(yùn)動(dòng)促進(jìn)大腦健康的相關(guān)研究還處于探索階段，未來研究中，1）需進(jìn)一步闡明EXs是否為運(yùn)動(dòng)改善AD關(guān)系的必要條件。即在敲低EXs的情況下，運(yùn)動(dòng)對(duì)于改善AD癥狀的作用是否消失或者減弱。2）思考不同運(yùn)動(dòng)方式及強(qiáng)度對(duì)EXs數(shù)量、來源、成分、作用靶點(diǎn)及調(diào)控信號(hào)的作用機(jī)制。3）人體是一個(gè)聯(lián)系的整體，已知運(yùn)動(dòng)可通過多條路徑干預(yù)AD，那么EXs是不是連接這些路徑的橋梁？因此，深入探究EXs介導(dǎo)運(yùn)動(dòng)干預(yù)AD的生物學(xué)機(jī)制，有望尋找改善和治療AD的新靶點(diǎn)藥物。此外，運(yùn)動(dòng)期間的EXs對(duì)代謝性、神經(jīng)退行性等疾病是否具有類似的潛在益處，也值得運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)W者關(guān)注和研究。

圖1 EXs介導(dǎo)運(yùn)動(dòng)干預(yù)AD的機(jī)制Figure 1.Mechanisms of EXs-mediated Exercise Intervention inAD