Page 16 - 南京医科大学学报自然科学版

南京医科大学学报（自然科学版） 第42卷第4期
·466 · Journal of Nanjing Medical University（Natural Sciences） 2022年4月

·基础研究·

有氧运动联合外源性脑源性神经营养因子协同增强心肌血管

生成效应

王碧蕾 ，夏宝妹 ，金 虹 ，王锦玉 3*
1
2
1
南京特殊教育师范学院康复科学学院医学康复教研室，江苏 南京 210038；东南大学附属中大医院心血管内科，康复医学
1 2 3
科，江苏 南京 210009

［摘 要］ 目的：探讨脑源性神经营养因子（brain⁃derived neurotrophic factor，BDNF）对有氧运动促进心肌梗死后心肌血管生
2
成、改善心功能的协同效应及其机制。方法：细胞实验中，利用平行板流动小室建立 12 dyn/cm 的层流剪切力（laminar shear
stress，LSS）以模拟运动对血管壁的生理效应。Western blot 分别检测非循环流体、循环流体、循环流体加人重组 BDNF 蛋白
（50 ng/mL）处理的人脐静脉内皮细胞 HUVEC 中 BDNF 蛋白表达水平、BDNF 高亲和力受体 TrkB 及其下游 Akt 通路磷酸化水
平，Transwell细胞迁移实验和小管形成实验检测HUVEC的体外血管生成能力。动物实验中，60只12周龄雄性Sprague⁃Dawley
（SD）大鼠随机分为假手术组（Sham）、心肌梗死组（MIC）、心肌梗死+BDNF 组（MICB）、心肌梗死+运动组（MIE）、心肌梗死+运
动+ BDNF 组（MIEB）；造模术前及术后 1 周分别进行心彩超检查，随后开始为期 4 周的有氧运动训练，MIEB 组大鼠在运动前
10 min尾静脉注射人重组BDNF蛋白（0.4 μg/kg），MICB组仅注射等量BDNF；训练结束行心彩超检查后腹腔麻醉取材，免疫组
化检测心肌梗死周围区血管密度。结果：循环流体产生的LSS可诱发HUVEC中BDNF蛋白表达增加，TrkB及其下游Akt通路
磷酸化程度持续增强，循环流体中BDNF水平随干预时间的延长而升高。非循环流体产生的LSS可诱发HUVEC上BDNF蛋白
表达增加，但 TrkB 及其下游 Akt 通路均处于未激活状态。增加循环流体中 BDNF 浓度可提高 TrkB 及其下游 Akt 通路活化程
度，进一步提高HUVEC体外血管生成能力。心肌梗死大鼠有氧运动结合尾静脉注射BDNF较单纯注射BDNF和单纯运动组大
鼠心肌血管密度显著增高、心功能改善。结论：运动通过LSS以BDNF浓度依赖性模式诱发HUVEC上TrkB持续磷酸化并激活
其下游Akt信号通路，提高细胞迁移及小管形成能力；外源性补充BDNF可协同有氧训练强化运动的促心肌血管生成效应，进
一步改善心功能。
［关键词］ 有氧运动；脑源性神经营养因子；原肌球蛋白激酶受体B；层流剪切力；血管生成；心肌梗死
［中图分类号］ R542.2 ［文献标志码］ A ［文章编号］ 1007⁃4368（2022）04⁃466⁃10
doi：10.7655/NYDXBNS20220402

Aerobic exercise combined with exogenous brain⁃derived neurotrophic factor synergistically
promotes myocardial angiogenesis

1
2
1
WANG Bilei ，XIA Baomei ，JIN Hong ，WANG Jinyu 3*
1 2
Faculty of Rehabilitation Science，Nanjing Normal University of Special Education，Nanjing 210038；Department of
Cardiology，Department of Rehabilitation，Zhongda Hospital，Medical School of Southeast University，Nanjing
3
210009，China
［Abstract］ Objective：To explore the synergistic effects and related mechanisms of brain⁃derived neurotrophic factor（BDNF）on
aerobic exercise⁃induced angiogenesis and improved cardiac function. Methods：In the in vitro experiments，human umbilical vein
2
endothelial cells（HUVECs）were exposed to 12 dyn/cm laminar shear stress（LSS）in parallel⁃plate flow chamber to mimic the effects
of exercise training on vascular tissue. BDNF/TrkB protein expression levels in HUVECs treated by non⁃circulating flow，circulating
flow，circulating flow with BDNF（50 ng/mL）were examined by Western blot，meanwhile phosphorylated TrkB and Akt protein levels
were also analyzed；the capacities of cell migration and tube formation were analyzed to evaluate the angiogenesis of HUVEC. In the

［基金项目］ 国家自然科学基金(81804068)；江苏省自然科学基金(BK20190351)
∗
通信作者（Corresponding author），E⁃mail：wangjinyu_seu@163.com