北京
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膝骨关节炎是困扰无数中老年人的磨人病，衰老带来的软骨细胞外基质硬度增加、细胞功能退化，是其最重要的推手。
运动被公认为预防和管理膝骨关节炎的一线手段，但一个关键问题一直没答案：运动的好处是怎么传递到关节里的？总不能是汗水直接泡进去的吧。
于是，美国哈佛医学院的Fabrisia Ambrosio、Hirotaka Iijima等人把目光投向了细胞外囊泡（EVs）。它们是细胞释放的纳米级小囊泡，相当于细胞之间的快递包裹，里面装着蛋白质、脂质和核酸。
研究团队发现，有氧运动会改变老年人循环EV携带的miRNA，其中miRNA-29家族是重要的效应分子。运动后的EV能够改善老龄软骨细胞状态，并通过重新激活KLOTHO相关抗衰通路，使细胞呈现出更年轻的特征。
将运动后EV，或富集miRNA-29的工程化EV注入老龄小鼠关节，也能重现这些作用，减轻软骨退变。论文于近日发表在《自然·衰老》杂志上。
研究团队首先发现，老年人接受3个月中等强度有氧运动后，血液中EV携带的多种miRNA发生变化，其中大多数升高。这些变化主要集中在细胞与细胞外基质黏附、机械感知等相关通路。
在模拟老年关节的体外培养环境中，可以观察到运动后的EVs让软骨细胞变年轻了：细胞形态上更接近生长于柔软、年轻样基质中的状态，与细胞黏附和机械感知有关的ITGB1表达下降；与此同时，Ⅱ型胶原、聚集蛋白聚糖和SOX9等有利于软骨形成和维持的分子增加，而MMP13、ADAMTS4等参与软骨分解的蛋白减少。
简单来说，软骨细胞开始减少对软骨基质的分解，同时增强有利于软骨形成和维持的活动。
软骨细胞年轻化的背后，是一条抗衰通路得到了重启。
研究发现，老龄硬化的细胞外基质会增加DNA甲基转移酶DNMT1，并促进与衰老调控密切相关的KLOTHO基因启动子甲基化，从而减少其编码的长寿相关蛋白α-Klotho表达。运动后EV处理后，DNMT1水平下降，KLOTHO启动子甲基化减少，KLOTHO转录和α-Klotho蛋白表达随之升高，提示运动携带的信号能够从表观遗传层面解除对KLOTHO的抑制。
而运动重启这条抗衰通路的秘方，正是EV携带的miRNA-29家族，尤其是miRNA-29a-3p和miRNA-29b-3p这两个家族成员。在多条软骨老化相关信号通路中，超过75%的调控效应都可归因于这两种miRNA。3个月有氧运动后，可观察到它们在EV中的水平明显升高，并与软骨细胞中的α-Klotho水平呈正相关。
如果把运动前后的EV分别注射到21-22月龄老年小鼠的两侧膝关节，4周后，与运动前EV相比，接受运动后EV的膝关节软骨退变更轻，OARSI评分更低，Ⅱ型胶原更多，而MMP13和ADAMTS4更少。也就是说，直接注射运动后EV，便能改善老龄软骨状态。
于是，研究团队打算“手搓”运动带来的分子效应。他们工程化改造EVs，使其富含miRNA-29a和miRNA-29b。结果显示，这些“仿品”EVs在老年软骨细胞上重现了运动EVs的大部分好处，包括抑制ITGB1、提升α-Klotho、促进合成代谢。而当KLOTHO被抑制后，这些作用会部分减弱。
值得注意的是，研究采用的是有氧运动，其他运动形式是否同样有效还不清楚；EVs能否穿透人类软骨、运动如何改变EV的装货过程，也都有待回答。但它至少告诉我们两件事：第一，运动的好处确实可以通过血液里的微小囊泡传递到远端组织；第二，miRNA-29或许能成为判断“谁对运动更敏感”的生物标志物，甚至未来用于开发针对膝骨关节炎的运动模拟疗法。
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参考资料：
[1]Iijima, H., Dave, K.M., Wang, K. et al. Exercise enhances aged chondrocyte health through microRNA-29-enriched extracellular vesicles. Nat Aging (2026). //doi.org/10.1038/s43587-026-01225-9
本文作者丨张艾迪
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