小鼠運動(dòng)訓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(dòng)是一種較強生理刺激，對許多器官系統都有益處，并對疾病起到保護作用。缺少體育活動(dòng)，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(xiàn)藥物治療相當，甚至在某些情況下更大。運動(dòng)的益處機制尚未理解，但很可能不僅僅是與活動(dòng)引起的能量消耗增加有關(guān)。

近年來(lái)，人們對識別和表征與運動(dòng)相關(guān)的可溶性（例如，分泌的）血液分子表現出極大的興趣。這些循環(huán)分子被稱(chēng)為“運動(dòng)因子"或“運動(dòng)因子"，它們是分泌的信號分子，作為體育活動(dòng)的分子效應物。

50多年前，Goldstein證明了從狗的收縮肌肉中產(chǎn)生的體液因子，當轉移到非運動(dòng)肌肉制備中時(shí)，可刺激葡萄糖攝取。最近，通過(guò)將運動(dòng)調理的血漿重新輸注給小鼠的實(shí)驗也提供了進(jìn)一步的證據，證明了運動(dòng)后循環(huán)中存在生物活性分子。在分子水平上，許多個(gè)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(dòng)因子的功能。然而，這些先前的研究通常集中在單個(gè)因子（例如，IL-6）和/或單個(gè)細胞類(lèi)型/組織起源（例如，肌肉）上。很少有研究對整個(gè)生物體進(jìn)行系統地繪制運動(dòng)誘導的分泌分子。

對于分泌的多肽和蛋白質(zhì)來(lái)說(shuō)，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(lái)說(shuō)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(gè)細胞類(lèi)型表達，并且單個(gè)快照檢測這些分子在循環(huán)中不應該能夠檢測到細胞類(lèi)型特異性和潛在復雜的運動(dòng)誘導改變的調節。

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(shí)現對小鼠中細胞特異性分泌蛋白的直接標記、富集和鑒定。這種方法的關(guān)鍵是通過(guò)腺相關(guān)病毒（AAV）轉導將工程化生物素化酶TurboID32輸送到細胞的分泌途徑中。通過(guò)遺傳學(xué)方式實(shí)現細胞特異性標記，因為TurboID的表達僅限于表達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(guò)液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜（LC-MS/MS）進(jìn)行分析。

相關(guān)研究發(fā)表在《Cell Metabolism》上，文章標題為：“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(gè)動(dòng)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(gè)生物體，并研究了細胞特異性分泌物對運動(dòng)訓練的反應。研究人員對體力活動(dòng)的全身21個(gè)細胞類(lèi)型和10個(gè)組織的分泌物圖譜提供了對運動(dòng)訓練調節的循環(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(dòng)態(tài)調節。

該數據集確定了超過(guò)200個(gè)運動(dòng)訓練調節的細胞類(lèi)型分泌蛋白對，其中大多數以前沒(méi)有報道過(guò)。pdgfr - re標記的分泌組對運動(dòng)訓練反應靈敏。最后，我們展示了運動(dòng)訓練誘導肝臟分泌的細胞內羧酸酯酶的蛋白質(zhì)形式具有抗肥胖、抗糖尿病和運動(dòng)表現增強的活性。

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