鄭醫師的部落格

喬治亞醫學院血管生物學中心的專家表示，血管新生是形成新血管的能力，糖尿病不僅會損害現有血管，還會阻礙這種在疾病和損傷時生長新血管的先天能力。

內皮細胞排列在我們的血管中，對於新血管的生長至關重要。

現在，MCG 科學家們獲得了第一個證據，證實面對糖尿病，即使是一次45 分鐘的中等強度運動，也能產生更多的外泌體（充滿生物活性物質的亞微觀包裹），直接向這些細胞輸送更多的蛋白質ATP7A，他們在2022年發表這項研究於《FASEB 期刊》。

MCG 血管生物學家和心臟病學家Tohru Fukai 博士表示，與我們所依賴的最複雜、最高效的遞送服務不同，尤其是在大流行期間，外泌體攜帶的內容取決於它們的來源和去向。

Fukai 說，雖然他和共同通訊作者 MCG 血管生物學家 Masuko Ushio-Fukai 博士尚未確定這些有用的外泌體的來源，但很明顯，它們傳遞的一個地方是內皮細胞。

在 2 型糖尿病動物模型和少數健康的 50 多歲的人中，志願者在輪子上為小鼠跑步兩週，並為人類進行一次有氧運動，增加了至內皮細胞附著的外泌體中 ATP7A 的濃度。

科學家指出，此時，該活動並未顯著影響小鼠的體重，但它確實增加了內皮功能的標記物以及血管生成所需的血管內皮生長因子等因子。

運動也增加了強大的天然抗氧化劑細胞外超氧化物歧化酶（SOD3）的含量，但ATP7A 的有效負載較重，眾所周知，ATP7A 還可向細胞輸送必需的礦物質銅，這是充分利用SOD3 的關鍵，Ushio-Fukai 說。

SOD3 是一種重要的天然抗氧化劑，由血管壁中的血管平滑肌細胞以及骨骼肌細胞產生，有助於我們維持活性氧 (ROS) 的健康濃度。 ROS 是我們使用氧氣的天然副產品，是一種重要的細胞訊號，可實現多種功能。但在糖尿病中，高血糖濃度會導致高活性氧濃度，阻礙重要的正常功能。

Fukais 夫婦發現，糖尿病患者的 ATP7A 濃度會降低。他們現在也獲得了一些初步證據，證實在2 型糖尿病久坐動物模型的血漿中循環的外泌體，當放置在含有人類內皮細胞的培養皿中以及傷口癒合的動物模型中時，實際上會損害血管生成。

科學家表示，已經在研究作為藥物輸送機制的合成外泌體，有一天可以作為一種“運動模擬物”，以提高患者在糖尿病損害患者先天能力時生長新血管的能力。

事實上，他們已經生成了 SOD3 過度表達的外泌體，並發現糖尿病小鼠模型的血管生成和癒合得到改善。

一旦出現並活躍起來，SOD3 就會將 ROS 超氧化物轉化為過氧化氫（H2O2），這是另一種有助於支持正常內皮細胞功能的 ROS 訊號傳導物質。 Fukais 夫婦報告，在人類內皮細胞中，過度表現 SOD3 可透過增加 H2O2 促進血管生成。

銅連接也貫穿整個過程，因為內皮細胞經常使用大量銅，而 ATP7A（已知可運輸我們在堅果和全穀物等食物中消耗的必需礦物質）依賴於銅本身。

體能鍛鍊，例如在跑步機上跑步或行走，會促使肌肉收縮，進而促使外泌體釋放到血液中。

當 Fukai 在埃默里大學心臟病學部擔任博士後時，他是第一個證明運動會增加 SOD3 活性的研究小組的成員。 SOD3 濃度隨著年齡的增長以及糖尿病和高血壓等某些疾病而降低。

外泌體正在被研究作為癌症和糖尿病等多種疾病的生物標記以及精確的治療提供工具。例如，癌細胞產生的外泌體將直接回到癌細胞。

根據疾病管制與預防中心的數據，大約十分之一的美國人患有糖尿病。

參考文獻:

1. Kareem Abdelsaid, Varadarajan Sudhahar, Ryan A. Harris, Archita Das, Seock‐Won Youn, Yutao Liu, Maggie McMenamin, Yali Hou, David Fulton, Mark W. Hamrick, Yaoliang Tang, Tohru Fukai, Masuko Ushio‐Fukai. Exercise improves angiogenic function of circulating exosomes in type 2 diabetes: Role of exosomal SOD3. The FASEB Journal, 2022; 36 (3) DOI: 10.1096/fj.202101323R