《Aging Cell》：Skeletal Muscle-Derived Extracellular Vesicles in Interorgan Communication During Aging
编辑推荐：
骨骼肌日益被认为是可通过释放生物活性因子（包括细胞外囊泡（extracellular vesicles, EVs））与远端组织通讯的分泌器官。在衰老过程中，肌肉来源的EVs已成为介导器官间通讯的重要媒介，影响组织稳态、再生、代谢及疾病进展。近期研究表明，骨骼肌
骨骼肌日益被认为是可通过释放生物活性因子（包括细胞外囊泡（extracellular vesicles, EVs））与远端组织通讯的分泌器官。在衰老过程中，肌肉来源的EVs已成为介导器官间通讯的重要媒介，影响组织稳态、再生、代谢及疾病进展。近期研究表明，骨骼肌EVs携带多种货物，如蛋白质、脂质、代谢物及调节性RNA，可调节多个器官中受体细胞的功能。特别值得注意的是，与衰老相关的EV生物发生、货物组成及分泌变化可能促成慢性炎症、干细胞功能障碍、代谢衰退及年龄相关病理。本综述总结了骨骼肌来源EV生物学及其在衰老过程中器官间通讯作用的最新进展。研究人员讨论了调控EV形成及货物装载的机制、其对干细胞功能与组织再生的影响，以及其在衰老相关疾病中的参与。研究人员还强调了肌肉EVs作为生物标志物和治疗靶点的转化潜力。综上，这些发现将肌肉来源EVs确立为系统性衰老与器官间信号传导的关键调控因子。
主体部分内容总结：
1 Introduction（引言）
骨骼肌是人体最大的器官，除运动、代谢和全身稳态维持外，现已被视为通过分泌活性因子参与器官间通讯的分泌器官。肌肉稳态依赖肌纤维、干细胞、代谢和系统性信号通路的协同调控。衰老过程中，这一平衡逐渐失调，导致肌少症（sarcopenia），其特征为肌肉质量和力量丧失。肌少症不仅损害活动能力和生活质量，还与远端组织功能障碍及年龄相关疾病相关。肌肉衰老还涉及再生能力和组织重塑的改变，部分依赖于驻留的肌肉干细胞（即卫星细胞）。早期模型主要集中于可溶性肌肉因子（myokines），但骨骼肌释放细胞外囊泡（EVs）的发现扩展了超出可溶性因子信号传导的框架。EVs是膜性颗粒，其分子货物可反映起源细胞状态并改变受体细胞表型。骨骼肌EVs可携带蛋白质、脂质、核酸和代谢物，使肌肉能够输出复杂分子货物。运动、疾病和衰老可改变肌肉活动与稳态，因此骨骼肌EV释放或货物的变化可能构成肌肉状态向远端组织传递的途径。本综述旨在考察骨骼肌来源EVs作为衰老过程中肌肉与远端组织通讯的媒介。
2 Muscle-Derived EVs in Interorgan Communication（肌肉来源EVs在器官间通讯中的作用）
骨骼肌来源EVs可进入血液循环，为远端组织通讯提供路径。使用肌纤维特异性荧光报告小鼠的研究证实骨骼肌纤维释放的EVs可到达血液。机械负荷可将EV相关miR-1递送至白色脂肪组织并增加脂解。除肌纤维外，驻留卫星细胞及其肌源后代也释放EVs，影响骨骼肌内邻近细胞。肌源祖细胞来源EVs递送miR-206至纤维化细胞，抑制Rrbp1并限制细胞外基质过度沉积。联合体内EV示踪与延迟卫星细胞融合模型，为机械负荷期间卫星细胞EV向肌纤维转移提供了证据。这些发现表明卫星细胞及其后代参与局部EV介导的肌肉重塑。
2.1 Muscle–Bone Communication: A Proof-Of-Concept for EV-Mediated Distal Tissue Regulation
肌肉–骨通讯为EV介导的远端组织调控提供了直接概念验证。该轴中受体骨谱系细胞和功能结局明确，可将EV货物转移与成骨分化、骨形成活性和骨丢失联系起来。早期体外证据显示C2C12成肌细胞释放的EVs通过转移miR-27a-3p促进MC3T3-E1前成骨细胞成骨分化，该miRNA抑制APC并激活受体细胞中β-catenin信号。体内证据进一步支持骨骼肌来源EVs作为肌肉–骨通讯的功能介质：骨骼肌来源EVs进入循环、到达骨并被骨髓间充质基质细胞摄取，通过递送糖酵解酶（如乳酸脱氢酶A）增强受体基质细胞糖酵解代谢，促进成骨分化并保护小鼠免受失用性骨质疏松。肌肉–骨EV信号在病理重塑时也可变为有害：萎缩骨骼肌来源EVs被成骨细胞摄取并抑制骨形成活性；肌肉靶向阻断EV生成可恢复成骨细胞活性并减轻骨丢失。这些研究确立肌肉–骨通讯为EV介导远端组织调控的直接概念验证，表明骨骼肌来源EVs可传递成骨或抑制性货物，构成状态依赖性器官间通讯途径。
2.2 Muscle–Brain Communication: EV-Mediated Regulation of Neuronal and Brain Homeostatic States
2.2.1 Muscle-Derived EVs and Neuronal Plasticity
C2C12肌细胞释放的EVs可增强NSC-34运动神经元样细胞存活和突触生长。在体外工程化神经肌肉组织模型中，神经支配和谷氨酸刺激增加骨骼肌EV释放并改变外泌体miRNA货物，条件培养基及纯化EVs可增加原代海马培养中的神经元-星形胶质细胞比例、树突分支、轴突运输和自发网络活动。另一研究将骨骼肌来源外泌体货物与损伤条件下的神经保护联系起来：运动预适应增加主要来源于骨骼肌的外泌体miR-484，该miRNA通过抑制ACSL4通路减少缺血性脑损伤后神经元铁死亡；L6肌管来源外泌体定位于脑并被缺血半暗带神经元摄取；抑制骨骼肌miR-484产生可削弱运动预适应的神经保护作用。这些研究支持骨骼肌来源EVs可调节神经元存活、结构可塑性和活性相关表型。
2.2.2 Brain Processes Relevant to Muscle EV-Mediated Communication
除神经元外，小胶质细胞可响应脑内骨骼肌来源EVs。在阿尔茨海默病小鼠模型中，运动诱导的肌肉EVs被小胶质细胞摄取，促进与淀粉样蛋白-β斑块清除增强相关的疾病相关小胶质细胞状态。更广泛的肌肉–脑交叉对话研究表明体力活动和肌肉来源系统性因子调节海马功能、学习记忆、情绪相关行为和神经发生相关通路。然而，这些广泛发现本身并不确立肌肉来源EVs介导这些效应，应作为未来EV焦点研究可测试的脑结局定义，包括神经元可塑性、神经免疫调节和神经退行性病理。
2.3 Muscle-Derived EVs in Tumor-Related Communication
体外原理验证研究显示，分化C2C12肌细胞来源EVs被CMT 64/61小鼠肺癌细胞摄取，降低癌细胞活力、增殖相关读数和迁移，同时增加细胞毒性和凋亡标志物，并伴随溶酶体信号降低和线粒体膜电位受损；蛋白质组学鉴定decorin为富集的肌细胞EV货物和候选抗肿瘤贡献因子。更直接的体内证据来自果蝇和小鼠癌症模型，骨骼肌来源EVs抑制肿瘤发生，部分通过miR-7a-5p介导的TEAD1信号抑制。这些发现将肌肉–肿瘤EV轴从确定的肌细胞–癌细胞系统扩展到生物体癌症模型，并与运动肿瘤学框架一致，即收缩骨骼肌释放的EVs可能有助于系统性抗癌效应。目前证据最强有力支持抗肿瘤肌肉EV轴，而肿瘤微环境重塑和转移前生态位形成中的作用仍缺乏直接证据。
2.4 Muscle-Derived EVs and Macrophage Responses
培养研究中，C2C12肌管来源EVs可减少脂多糖诱导的骨髓来源巨噬细胞炎症基因表达，同时增加IRG1表达和衣康酸产生，支持肌管EVs的体外免疫调节效应。但类似效应是否发生于远端组织巨噬细胞或随衰老变化尚待确定。
3 Aging as a Modifier of Muscle EV-Mediated Communication（衰老作为肌肉EV介导通讯的调节因素）
3.1 Aging-Associated Remodeling of Muscle EV Communication Across Distal Tissues
衰老通过改变囊泡货物和下游受体细胞响应重塑骨骼肌来源EV通讯。在人类原代骨骼肌细胞中，老年供体EVs显示改变的生化和蛋白质组学特征，包括蛋白质、脂质和次黄嘌呤信号增加，以及氧化应激和DNA/RNA诱变相关蛋白富集，即使基本EV参数显示有限变化。年龄相关EV重塑在肌肉–骨通讯中最为清晰：α-肌聚糖阳性循环EVs（富集的肌肉相关群体）随年龄包含增加的miR-34a，富含miR-34a的应激肌细胞EVs降低骨髓基质细胞活力并促进衰老。 aged/atrophic骨骼肌来源EVs通过miR-125a-5p介导的Sirt7–Sp7成骨轴抑制抑制骨形成。肌肉–脑通讯中，衰老和萎缩相关miR-29b-3p在肌肉和血浆中增加，携带该miRNA的C2C12来源EVs被SH-SY5Y细胞摄取并降低神经元分化相关基因表达，但体内向脑细胞转移仍待确立。肌少症重塑也可改变肌肉–肿瘤轴EV通讯：健康骨骼肌释放具有肿瘤抑制活性的EVs，而肌少症肌肉EV分泌减少且货物改变，导致保护效应丧失，与老年肌肉中EV富集miR-7a-5p减少相关；NOTCH–SDC2通路调节肌肉EV生物发生并随年龄下降。此外，线粒体DNA（mtDNA）可能构成肌肉来源囊泡与远端组织反应间的潜在联系：EV携带mtDNA可激活受体细胞cGAS–STING信号，在肝脏–肌肉模型中诱导炎症性肌肉损伤；过量剧烈运动后骨骼肌释放的富含mtDNA的线粒体衍生囊泡可激活海马神经元cGAS–STING。ER应激和未折叠蛋白反应（UPR）可能提供衰老改变肌肉来源EV货物的可能途径：脂毒性模型中应激肌管释放含长链神经酰胺的EVs，诱导受体肌管UPR信号，其产生与PERK分支相关。共同表明衰老可通过改变EV释放或丰度、货物组成及受体组织响应重塑肌肉EV通讯。
3.2 Exercise-Sensitive Muscle EV Signaling in Aging
3.2.1 Exercise-Induced Muscle EV Signals in Aging-Related Tissue Protection
在阿尔茨海默病小鼠模型中，游泳运动促进骨骼肌来源EV分泌，这些EVs通过胞饮作用被小胶质细胞摄取，并通过miR-378a-3p介导的脂质代谢调节增强疾病相关小胶质细胞极化和淀粉样蛋白-β斑块清除。施用miR-378a过表达肌管来源EVs可减轻认知损害，支持再现保护性运动相关肌肉EV信号的潜力。
3.2.2 Exercise-Mediated Remodeling of Age-Altered Muscle EV Cargo
老年人基线循环外泌体样囊泡标志物（CD9、CD81）减少，EV相关miRNAs水平降低，内源及分泌型myomiRs在老年肌管模型中减少；抗阻运动训练后，若干EV相关miRNAs增加至接近年轻个体水平。虽然该研究未直接确立体内肌肉来源EV转移，但抗阻训练增加多种循环EV相关miRNAs，而骨骼肌miRNA表达变化不大，提示循环EV相关miRNAs可作为训练反应候选读出。运动可增加老年小鼠肌肉NOTCH–SDC2信号、EV释放和EV相关miR-7a-5p，同时降低肿瘤生长；抑制肌肉NOTCH信号或降低SDC2可削弱这些反应。在代谢通路方面，PGC-1α在肌管中过表达不增加EV释放，但增加EV中抗氧化相关mRNA水平，这些EVs增强内皮细胞血管生成相关反应和抗氧化应激保护。AMPK/SIRT1/PGC-1α信号网络是否参与运动相关肌肉EV货物变化及其对远端受体细胞的影响仍需确立。
4 Therapeutic Perspectives: Modulating Muscle EV Communication in Aging（治疗视角：调节衰老中的肌肉EV通讯）
4.1 Restoring Protective Muscle EV Signals
保护性肌肉EV信号随衰老或疾病下降，可被恢复或模拟。骨骼肌来源EV携带糖酵解酶促进骨髓基质细胞糖酵解代谢和成骨分化；运动诱导的骨骼肌来源EV携带miR-378a-3p增强小胶质细胞淀粉样蛋白-β斑块清除并改善认知；健康肌肉EV货物如miR-7a-5p抑制肿瘤细胞TEAD1信号。目前肌肉来源EV工程化直接证据有限，最清晰例子来自肌肉–脑轴：从miR-378a过表达C2C12肌管生成EVs并施用于阿尔茨海默病小鼠，增加脑内miR-378a-3p水平、增强小胶质细胞斑块清除活性并改善认知表现，支持肌肉EV模拟方法可行性。更广泛的肌肉相关EV工程研究显示EV货物设计可用于肌肉疾病，但未直接模拟肌肉来源EV与远端组织的通讯。
4.2 Blocking Maladaptive Aged-Muscle EV Signals
减少 aged/atrophic肌肉产生的有害EV信号是一种互补策略，在骨相关研究中支持最强。miR-34a随年龄在α-肌聚糖阳性循环EVs中增加，富含miR-34a的肌细胞EVs促进骨髓基质细胞衰老；aged/atrophic肌肉EV miR-125a-5p通过Sirt7–Sp7轴抑制成骨分化。临床前证据显示，通过抑制肌肉EV生成或抑制骨骼肌中miR-125a-5p可减轻年龄相关骨丢失。未来研究应测试货物导向干预是否能保留有益肌肉EV信号并减少成骨细胞抑制。广泛抑制EV产生难以治疗应用，因为肌肉EVs也携带促进成骨、支持脑功能或抑制肿瘤生长的保护性货物。可能干预逻辑包括选择性减少致病货物装载、阻断脆弱受体细胞摄取、或通过保护性肌肉EV模拟输入抵消适应不良EV信号。另一策略是靶向供体肌肉本身的病理重塑：塞来昔布减轻去神经和糖尿病肌少症模型中的肌肉萎缩和炎症；AAV介导的Deaf1调节改善年龄相关肌少症，但这些效应是否改变肌肉EV释放或货物尚待测试。
4.3 Exercise-Informed Modulation of Muscle EV Communication
运动是衰老中调节肌肉EV通讯的生理策略。运动不递送单一预定义货物，而是通过诱导保护性EV输出和重塑年龄改变的EV相关货物谱来重塑肌肉分泌状态。运动响应性EV货物可发挥两种角色：作为评估干预是否恢复更年轻或保护性肌肉分泌状态的可测量生物标志物；帮助识别未来肌肉EV模拟策略的候选货物。然而，运动相关循环EV研究常涉及混合EV群体，且不总能确立骨骼肌为直接囊泡来源。未来工作应结合运动干预与肌肉来源追踪、货物扰动和受体组织读出。机械敏感信号可能提供修改肌肉EV输出的方式：Piezo1是骨骼肌中机械敏感阳离子通道，Yoda1处理分化C2C12肌管增加小EV释放并改变EV蛋白货物，处理后EVs促进培养中肌管形成。运动是否产生类似Piezo1依赖性EV变化或这些囊泡在衰老中保护远端组织仍待确立。
4.4 EV Isolation and Characterization: Implications for Interpreting Evidence and Developing Therapies
治疗发展方向依赖于确立囊泡来自骨骼肌且货物在受体细胞中产生观察到效应。不同分离方法回收不同EV和非囊泡物质混合物。差速超速离心可富集EVs但可能保留共沉降非囊泡颗粒；尺寸排阻色谱分离许多可溶性蛋白但可能保留相似尺寸脂蛋白；密度梯度和场流分离提供进一步分辨率。表征应结合颗粒大小和形态、EV相关标志物及共分离物评估。在大鼠血浆直接比较中，超速离心产生较少EV但纯度高于尺寸排阻色谱，相等总颗粒数的制剂促进相似水平内皮细胞迁移，但尺寸排阻制剂CD81少得多，留下EV或共分离物是否贡献响应的问题。未来肌肉EV研究应比较EV富集和EV去除组分，并测试候选EV货物改变是否改变受体细胞响应。对于规模化生产，切向流过滤结合尺寸排阻色谱已从间充质基质细胞产生功能性EV制剂。除测试效应是否由EV介导外，未来研究还需确立囊泡细胞来源。Goh等通过培养C2C12肌管和分离小鼠肌纤维收集EVs直接确立供体细胞来源；但全肌肉组织收集的EVs可能也来源于驻留非肌肉细胞。血液中来自许多组织的EVs共同循环，Fulzele等使用α-肌聚糖捕获富集血清肌肉相关亚群。Ismaeel等未在大鼠血清EV制剂中检测到α-肌聚糖，也未见基础条件下miR-1，且常见EV标志物在骨骼肌内多种细胞类型表达，强调单个标志物确立肌肉来源的局限性。使用肌纤维特异性荧光报告小鼠可检测循环中肌纤维来源EVs；肌肉特异性报告追踪用于检查肌纤维EV向骨细胞体内转移。未来治疗开发应使用确定的供体肌肉细胞，测试EV批次是否保持一致货物和生物活性，并验证施用后递送至预期受体细胞。
5 Conclusions（结论）
骨骼肌来源EVs提供肌肉与远端组织通讯的囊泡途径。肌肉–骨、肌肉–脑和肌肉–肿瘤研究证据表明这些囊泡可向受体细胞转移功能货物并影响组织特异性程序，包括成骨分化、神经元活性或保护、小胶质细胞淀粉样蛋白-β斑块清除和肿瘤生长。培养中肌细胞来源EVs也改变巨噬细胞炎症反应，但衰老中是否发生于远端组织尚待确立。衰老通过改变肌肉EV释放、货物组成和受体组织下游效应修改这一通讯途径， aged或atrophic肌肉可能产生损害远端受体组织的适应不良EV信号，而运动或健康肌肉状态可能保留保护性肌肉–组织通讯。治疗框架包含两种互补方式：恢复随衰老或疾病下降的保护性囊泡信号，减少 aged或atrophic肌肉产生的适应不良信号。工程化或货物富集肌肉来源EVs及肌肉EV模拟系统代表可能的未来策略。然而，大多数肌肉EV轴仍需更强证据证明囊泡起源于骨骼肌、到达预期受体细胞并解释观察到的效应。未来研究应比较EV富集和EV去除组分、测试候选货物并将肌肉EV追踪至受体组织。对于工程EV或EV模拟干预，额外要求包括高效货物富集、保留或重建组织靶向特性、剂量和安全性评估，及与天然肌肉EVs的直接比较。这些标准对于评估肌肉来源EVs不仅作为衰老相关肌肉–组织通讯生物标志物，也作为衰老相关器官间功能障碍的合理干预靶点至关重要。
