有氧运动预处理通过代谢重编程和6-酮-前列腺素F1α调控减轻急性肺损伤的机制研究

本研究针对急性肺损伤（ALI）中代谢与炎症调控机制不明的科学问题，通过4周有氧运动（AE）预处理小鼠模型，结合代谢组学分析，发现AE通过抑制脂多糖（LPS）诱导的亚油酸-花生四烯酸-6-酮-PGF1α信号轴过度激活，显著降低ALI死亡率（p=0.0245）并改善肺组织损伤。研究首次揭示6-酮-PGF1α作为AE保护ALI的关键靶点，为炎症性肺损伤的预防和靶向治疗提供新策略。

　　

急性肺损伤（ALI）是一种以急性呼吸衰竭为特征的致命性疾病，死亡率高达35%-55%。尽管治疗手段不断进步，但临床仍缺乏有效的预防策略。近年来，代谢重编程在ALI中的作用备受关注，尤其是亚油酸和花生四烯酸代谢衍生的炎症介质（如前列腺素）可能加剧肺损伤。与此同时，有氧运动（AE）已被证明能通过调节IL-10、超氧化物歧化酶（SOD）等因子减轻炎症，但其对ALI中特定代谢通路的调控机制尚不明确。曲阜师范大学的研究团队在《Free Radical Biology and Medicine》发表的研究，首次系统揭示了AE通过代谢干预预防ALI的分子机制。

研究采用4周跑台训练预处理ICR小鼠，随后通过气管内注射脂多糖（LPS）建立ALI模型，结合生存分析、肺组织病理评估、细胞因子检测及非靶向代谢组学技术，全面解析AE的保护效应。

【Effects of AE Pretreatment on Mortality】
AE预处理将ALI小鼠的生存率从显著降低（p<0.0001）提升至接近对照组水平（p=0.0245），证明其显著降低ALI致死率。

【Effects of AE Pretreatment on Histopathology】
LPS组小鼠肺泡结构破坏伴中性粒细胞浸润，而AE预处理组肺损伤评分降低67%，湿/干重比下降42%，显示AE有效维持肺泡-毛细血管屏障完整性。

【Metabolic Reprogramming Mechanism】
代谢组学发现ALI组991种差异代谢物（DEMs），主要富集于不饱和脂肪酸合成和亚油酸代谢通路。AE干预后190种DEMs发生逆转，关键节点亚油酸和花生四烯酸水平下调。AE恢复LPS导致的ATP/ADP、NAD⁺
/NADH比值失衡，降低乳酸堆积，同时抑制6-keto-PGF1α生物合成达58%。

【Therapeutic Validation】
使用U51605抑制6-keto-PGF1α活性后，ALI小鼠炎症因子（IL-6、TNF-α）水平降低39%-52%，证实该通路作为治疗靶点的可行性。

结论表明，AE预处理通过三重机制协同保护ALI：1）代谢重编程恢复能量稳态（ATP/ADP、NAD⁺
/NADH）；2）抑制亚油酸-花生四烯酸-6-keto-PGF1α炎症轴；3）增强抗氧化防御（SOD、GSH）。该研究不仅将6-keto-PGF1α确立为ALI治疗新靶点，更为代谢干预策略在危重症防治中的应用提供理论依据。作者Wei Zhao等强调，AE作为无创、低成本的预防措施，特别适用于高风险人群的ALI一级预防，而针对6-keto-PGF1α的小分子抑制剂开发可能成为未来研究方向。