小鼠運動訓(xùn)練的全機體細胞特異性分泌組圖譜，德國MB助力科研

體育活動是一種較強生理刺激，對許多器官系統(tǒng)都有益處，并對疾病起到保護作用。缺少體育活動，是心血管發(fā)病率和死亡率的主要原因。體育鍛煉的好處的大小與目前可用的一線藥物治療相當(dāng)，甚至在某些情況下更大。運動的益處機制尚未完全理解，但很可能不僅僅是與活動引起的能量消耗增加有關(guān)。

近年來，人們對識別和表征與運動相關(guān)的可溶性（例如，分泌的）血液分子表現(xiàn)出極大的興趣。這些循環(huán)分子被稱為“運動因子”或“運動因子”，它們是分泌的信號分子，作為體育活動的分子效應(yīng)物。

50多年前，Goldstein證明了從狗的收縮肌肉中產(chǎn)生的體液因子，當(dāng)轉(zhuǎn)移到非運動肌肉制備中時，可刺激葡萄糖攝取。最近，通過將運動調(diào)理的血漿重新輸注給小鼠的實驗也提供了進一步的證據(jù)，證明了運動后循環(huán)中存在生物活性分子。在分子水平上，許多個體候選代謝產(chǎn)物、脂質(zhì)、多肽和蛋白質(zhì)被提出作為運動因子的功能。然而，這些先前的研究通常集中在單個因子（例如，IL-6）和/或單個細胞類型/組織起源（例如，肌肉）上。很少有研究對整個生物體進行系統(tǒng)地繪制運動誘導(dǎo)的分泌分子。

對于分泌的多肽和蛋白質(zhì)來說，是經(jīng)典散彈式質(zhì)譜技術(shù)對血漿蛋白組覆蓋的深度較低。適配體和抗體技術(shù)提供了更高的靈敏度，但對于血漿蛋白組來說并不全面，并且不能用于檢測可能產(chǎn)生的新蛋白形式或剪切片段的一系列潛在蛋白質(zhì)形式。最后，許多分泌蛋白由多個細胞類型表達，并且單個快照檢測這些分子在循環(huán)中不應(yīng)該能夠檢測到細胞類型特異性和潛在復(fù)雜的運動誘導(dǎo)改變的調(diào)節(jié)。

近日，研究人員描述了一種生物化學(xué)分泌物譜分析方法，可以實現(xiàn)對小鼠中細胞特異性分泌蛋白的直接標(biāo)記、富集和鑒定。這種方法的關(guān)鍵是通過腺相關(guān)病毒（AAV）轉(zhuǎn)導(dǎo)將工程化生物素化酶TurboID32輸送到細胞的分泌途徑中。通過遺傳學(xué)方式實現(xiàn)細胞特異性標(biāo)記，因為TurboID的表達**于表達cre重組酶的細胞中。然后，可以使用鏈霉親和素珠直接從血漿中純化生物素化和分泌的血漿蛋白，并通過液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜（LC-MS/MS）進行分析。

相關(guān)研究發(fā)表在《Cell Metabolism》上，文章標(biāo)題為：“Organism-wide, cell-type-specific secretome mapping of exercise training in mice”。

先前對近距離生物素化方法的分泌物研究，已經(jīng)建立了在整個動物中可以直接繪制細胞特異性分泌物變化的方法。在該項研究中，研究人員將這種分泌物譜分析擴展到了整個生物體，并研究了細胞特異性分泌物對運動訓(xùn)練的反應(yīng)。研究人員對體力活動的全身21個細胞類型和10個組織的分泌物圖譜提供了對運動訓(xùn)練調(diào)節(jié)的循環(huán)因子的分子身份和細胞起源的基本洞察，并闡明了體育鍛煉對細胞間和器官間相互交流的動態(tài)調(diào)節(jié)。

該數(shù)據(jù)集確定了超過200個運動訓(xùn)練調(diào)節(jié)的細胞類型分泌蛋白對，其中大多數(shù)以前沒有報道過。pdgfr - re標(biāo)記的分泌組對運動訓(xùn)練反應(yīng)最靈敏。最后，我們展示了運動訓(xùn)練誘導(dǎo)肝臟分泌的細胞內(nèi)羧酸酯酶的蛋白質(zhì)形式具有抗肥胖、抗糖尿病和運動表現(xiàn)增強的活性。

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