运动康复疗法在脊髓损伤(SCI)患者的运动功能恢复中发挥着重要作用,尤其是阻力运动被广泛认可为有效的恢复手段。阻力运动在增强肌肉力量、协调性以及整体功能恢复方面表现出显著效果。研究表明,注射抗阻训练小鼠的血浆后,脊髓损伤小鼠的运动功能得到了显著改善。那么,运动后的血液究竟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。该研究通过血液多组学(PBMC转录组、血浆蛋白质组、血浆代谢组)揭示了阻力运动诱导的分子变化及其潜在的生物学机制,其中免疫调节被确认是促进SCI康复的关键机制。
研究亮点
1. 多维度数据整合:研究团队通过整合蛋白质组、代谢组和转录组的数据,从不同层面深入分析阻力运动促进不完全性SCI康复的关键机制,发现补体通路、体液免疫和脂质代谢的协同作用起到了重要作用。
2. 临床与动物模型结合:研究结合人体临床试验和小鼠模型,验证阻力运动对SCI患者康复的效果。此外,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。
3. 等张运动优于等长运动:动态抗阻运动(如深蹲、推举)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。
主要发现
1. 血浆蛋白质组反映不完全SCI中阻力运动诱导的免疫调节特征:基于数据独立采集质谱法(DIA-MS)的研究中,识别出788种蛋白质,发现等长抗阻和等张抗阻运动组中有691种蛋白质一致。通过与临床指标的结合分析,发现21种蛋白质与运动功能相关的三种指标(峰值扭矩、步行速度和TUG)有重叠。
2. 不同类型阻力运动的免疫调节差异:研究发现,等张运动组中有10种差异蛋白与运动功能变化相关,而等长运动组中只有7种,表明等张运动对不完全性SCI后的运动功能改善更为显著。
3. 抗阻运动诱导的全身和局部免疫调节:通过为期四周的负重爬梯训练,运动训练显著引起全身血浆蛋白质组的变化,主要富集于免疫相关的通路,与SCI患者的观察结果一致。
4. 抗阻运动改善小鼠的脂质代谢:小鼠血浆代谢组分析显示,运动后代谢组存在显著差异,发现了7种代谢物与血浆蛋白质组中差异表达的免疫球蛋白重链之间的强相关性。
5. “运动血浆疗法”促进非急性期SCI后的运动功能恢复:为验证运动后血浆在促进脊髓损伤运动功能恢复中的效果,研究团队对SCI小鼠进行运动组血浆注射,结果显示注射运动组血浆的小鼠表现出更好的运动功能恢复,并显著改善脱髓鞘和神经元损伤。
研究结论
本研究通过多组学分析阐明了与阻力运动疗法相关的分子改变机制。证明阻力运动诱导的血浆直接发挥了神经保护作用,减少脱髓鞘并抑制神经元凋亡,对脊髓修复具有积极影响。为开发基于尊龙凯时的运动模拟剂治疗SCI患者提供了科学依据,进一步显示了血液多组学整合分析在疾病诊疗、健康评估及药物研发等多元领域的重要作用。