不同运动强度对急性心肌梗死大鼠心功能的影响及循环miRNAs差异表达

夏昆，丁荣晶，陆凯，王历

（1.首都医科大学附属北京朝阳医院心内科，北京100043；2.北京大学人民医院心内科，北京100044；3.重庆医科大学附属第一医院心内科，重庆630042；4.重庆医科大学附属永川医院心内科，重庆402160）

不同运动强度对急性心肌梗死大鼠心功能的影响及循环miRNAs差异表达

夏昆1，丁荣晶2，陆凯3，王历4

（1.首都医科大学附属北京朝阳医院心内科，北京100043；2.北京大学人民医院心内科，北京100044；3.重庆医科大学附属第一医院心内科，重庆630042；4.重庆医科大学附属永川医院心内科，重庆402160）

研究不同运动强度对急性心肌梗死大鼠心功能的影响，分析循环微小RNA（microRNAs，miRNAs）的差异表达与靶基因及基因功能.制作急性心肌梗死大鼠模型40只，分为4组，每组10只，分别为假手术组、单纯心肌梗死组、中等强度持续运动（continuous moderate training，CMT）组和间歇高强度运动（high intensity interval training，HIT）组，CMT组和HIT组大鼠接受运动治疗8周，用超声心动图评估心功能，用基因芯片技术测定4组大鼠模型循环miRNAs差异表达，用生物信息学技术分析不同运动强度下循环miRNAs相关靶基因及基因功能.CMT组和HIT组的治疗显著改善了心肌梗死大鼠心功能和运动耐量，HIT组显著优于CMT组.单纯心肌梗死组与假手术组相比，明显上调的循环miRNAs有14个，明显下调的循环miRNAs有4个.与单纯心肌梗死组相比，CMT组明显上调的循环miRNAs有11个，明显下调的循环miRNAs有2个；HIT组明显上调的循环miRNAs有53个，明显下调的关键miRNAs有41个.与假手术组相比，单纯心肌梗死组心肌相关循环miRNAs的差异表达有miR-26a-5p，miR-92a-3p和miR-378a-3p；与单纯心肌梗死组相比，CMT组有miR-92a-3p，HIT组有miR-34c-3p，miR-23a-3p，miR-98-3p，miR-208a-5p和miR-92-3p.高强度间歇运动对心肌梗死大鼠心功能和运动耐量的改善作用优于中等强度持续运动，其循环miRNAs及心肌相关循环miRNAs的差异表达数量明显高于中等强度持续运动，循环miRNAs差异表达有望作为运动强度和运动效果判断的分子生物学标志物.

急性心肌梗死；运动强度；循环miRNAs；差异表达

心肌梗死后由于心肌部分坏死导致左室重构，是发生心力衰竭最常见的原因之一.随着我国心肌梗死发病率的逐年增加以及心肌梗死急性期治疗技术的逐渐进步，心肌梗死后心力衰竭的患病率逐年递增，心力衰竭导致的患者反复住院、医疗花费高、生活质量低，是致残致死的重要原因.改善心肌梗死后左室重构和心肌坏死可减少心力衰竭的发生.已有研究发现，除急性期救治技术以及交感和血管紧张素系统阻断药物外，运动疗法可进一步减少心肌梗死后心肌纤维化和心肌细胞凋亡，并且改善左室射血分数和左室重构［1］，高强度间歇运动疗效优于中等强度持续运动［2-4］.目前评价运动疗法的获益主要根据运动能力的增加、有氧运动耐力的提高、生活质量的改善以及心功能、再住院率、死亡率等指标.由于运动训练的强度不易控制，如何评价运动疗法对个体心肌功能的改善，及时调整运动方案，从而获得最佳运动治疗效果，尚没有相关报道.循环微小RNA（microRNAs，miRNAs）是非编码小分子RNA，已有研究结果显示，循环miRNAs可作为癌症特异诊断标志物和心肌损伤标志物［5-7］.对健康个体运动的研究发现，有氧运动可上调或下调生理状态心肌相关循环miRNAs的基因表达，不同运动方式下循环miRNAs表达谱不同［8-9］.心肌损伤后，运动对心肌相关循环miRNAs的表达产生何种影响，不同运动强度的循环miRNAs表达谱是否不同，目前尚不明确.本研究制作心肌梗死大鼠模型，通过中等强度持续运动（continuous moderate training，CMT）和高强度间歇运动（high intensity interval training，HIT），了解不同运动强度对心功能和运动耐力的改善程度，检测运动前后心肌梗死模型大鼠循环miRNAs的差异表达，分析与心肌相关循环miRNAs对运动的反应，为寻找心肌病理状态下运动治疗效果评价的分子生物标志物提供思路.

1　资料与方法

1.1心肌梗死大鼠模型

选取成年清洁级Sprague Dawley雌性大鼠44只，8～10周龄，体重180～230 g，由中国科学院动物研究所提供.分笼饲养，每笼6只，用国家标准啮齿类动物干燥饲料喂养，自由饮食.动物室内温度20～29°C，相对湿度40%～50%.适应性喂养1周后，采用4%乌拉坦10 mL/kg腹腔注射麻醉，正压通气，胸骨左缘3～4肋间横行切口，剪开心包，暴露心脏，以肺动脉圆锥与左心耳交界处的左冠状静脉为标志，于左心耳下缘约0.15 cm处绕左室支穿线结扎，缝合关胸，继续正常饲养.以心电图ST段明显上抬（＞0.2mV），QRS波宽大畸形、T波高耸及结扎线以下心肌颜色变暗为结扎成功标志.假手术组同样开胸暴露心脏，在左室支穿线但未结扎，缝合关胸，继续正常饲养.术后存活40只，随机分为4组，即假手术（Sham）组、单纯心肌梗死（MI）组、中等强度持续运动（CMT）组、高强度间歇运动（HIT）组.本研究遵守由北京大学人民医院伦理委员会讨论通过的《实验室动物照护和使用指南》.

1.2运动干预方案

本运动方案参照文献［10-11］.大鼠心肌梗死稳定3d后，将大鼠置于平板跑步机上进行低速适应性训练2周，之后开始有氧运动训练，跑步机倾斜度为15°.CMT组以60%峰值摄氧量（peak oxygen intake）VO2max对应的速度恒速运动，HIT组以60%VO2max对应的速度运动3 min后继续以85%VO2max对应的速度运动4 min，如此作为一个运动周期，每次运动训练进行7个周期，共49 min.CMT组和HIT组总的运动距离相等，以此来确定CMT组每次的有氧运动时间.CMT组和HIT组大鼠每次训练前以40%VO2max对应的速度运动5min进行热身，共进行8周运动，每周连续运动5d.A组和B组大鼠每周进行两次5 min运动，运动速度和40%VO2max对应，以保持大鼠在跑步机上的运动能力.

1.3大鼠运动能力测试

分别在心肌梗死模型制作成功后运动前和8周运动训练后评估大鼠运动能力，参照文献［12］采用跑步机运动距离测试.跑步机倾斜度为15°，大鼠从6 m/s开始运动，每3min运动速度提高3m/s，直到大鼠不能奔跑为止.总运动距离即为大鼠的运动能力.

1.4心功能检测

采用超声心动图评价心功能，分别在心肌梗死模型制作成功后运动前和8周运动训练后评估心脏功能.使用Vevo770超声系统（Visualsonics Inc.，Toronto，ON，Canada），以4%乌拉坦10mL/kg腹腔注射麻醉，平卧位，剃去胸前区毛发，涂抹超声耦合剂，探头频率17.5MHz，M-型超声采样频率1 000 s-1，扫描速度50～500 mm/s.由动物超声专业医师进行操作，主要从心脏横轴切面观察，观察指标有左室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）、左室缩短分数（fraction shortening，FS）、左室收缩末期内径（left ventricular end-systolic diameters，LVESd）、左室舒张末期内径（left ventricular end-diastolic diameters，LVEDd）.

1.5miRNAs基因表达谱的检测

1.5.1血样留存方法

各组大鼠在基线状态和运动干预8周后，分别于尾静脉取血2～4mL放于乙二胺四乙酸（ethylene diamine tetraacetic acid，EDTA）抗凝管中，直接置于-80°C保存.

1.5.2总RNA提取及质量检测

每组取3只大鼠血样进行循环miRNAs全基因表达谱检测.取200µL血样品，加入等体积裂解液MZ提取细胞总RNA，采用紫外吸收测定法测定RNA在260和280nm波长处的吸收值，以计算浓度并评估纯度.用甲醇电泳试剂变性琼脂糖凝胶电泳，检测RNA纯度及完整性.

1.5.3miRNAs的检测

将纯化后的miRNAs利用ULSTM Labeling Kit（Kreatech Diagnostics，The Netherlands）试剂盒进行Cy5荧光标定.标定完成的小RNA杂交于已预杂交的Mouse miRNA OneArray v5芯片（Phalanx Biotech Group，Hsinchu，Taiwan，China），杂交环境37°C，16h；清洗WashⅠ37°C，5 min，WashⅡ37°C，5 min，WashⅢ20次.芯片以离心方式甩干后，使用Axon 4000B（Molecular Devices，Sunnyvale，CA，USA）荧光扫描仪进行信号读取，并采用GenePix 4.1软件（Molecular Devices）进行数据处理.芯片数据以R套组（2.12.1）进行数据筛选、均一化及统计计算.去除所有芯片flag＜0的探针，对同一探针重复的数据取中位数值，后以Invariant set normalization方法进行样本间数据均一化.并以Pair-wise T-test方法计算两两比对样本或组别间的差异倍数及P值.差异基因筛选条件设定为≥0.8，P＜0.05.

1.5.4miRNAs靶基因及基因功能生物信息学分析

差异miRNAs以miRSystem网站（NTU，Taipei，Taiwan，China）进行靶基因通路分析.

1.6统计分析

所有数据计数资料以“均值±标准差”表示.组间差异采用方差分析及Dunnett's或Mann-Whitney Rank Sum分析.P＜0.05为统计学有差异.所有数据采用SPSS 19.0统计分析软件（IBM SPSS，Armonk，NY，USA）进行分析.基因差异性表达使用校正Fisher Exact检验，EASE评分，P＜0.05为统计学有差异.

2　结果

2.1运动疗法提高心肌梗死大鼠运动能力

如图1所示，基线状态3组心肌梗死大鼠模型的运动能力明显低于假手术组（P＜0.05），3组心肌梗死大鼠模型之间的运动能力无统计学差异.CMT组和HIT组大鼠接受8周运动治疗后，两组大鼠的运动能力较MI组明显提高，同时HIT组大鼠的运动能力较CMT组进一步提高，有显著统计学差异（856.50±82.60和778.12±78.10；P＜0.05）.

2.2基线和运动治疗后超声心动图结果比较

在基线状态下，MI组大鼠与假手术组相比，LVEF和FS明显降低.经过8周的随访，MI组大鼠的心功能未见明显改善.接受运动治疗的CMT组和HIT组大鼠与MI组大鼠相比，LVEF和FS均明显改善，HIT组大鼠的LVEF和FS的改善程度显著优于CMT组大鼠（P＜0.05），如表1和图2所示.

图1　基线和运动治疗后4组大鼠模型运动能力的比较Fig.1 Comparison of functional capacity in 4 rat groups between baseline and after exercise treatment

表1　基线和运动治疗后4组大鼠模型超声心动图心功能比较Table 1 Comparison of heart function with echocardiography（ECHO）in 4 rat groups between baseline and after exercise treatment

图2　4组大鼠模型超声心动图M超收缩功能图像Fig.2 Contractile function with ECHO M mode in 4 rat groups

2.3循环差异性miRNAs基因芯片结果

单纯心肌梗死组与假手术组相比，血液中明显上调的miRNAs有11个，包括rno-miR-26a-5p，rno-miR-144-3p，rno-miR-106b-5p，rno-miR-92a-3p，rno-miR-378a-3p，rno-miR-16-5p，rno-miR-20a-5p，rno-miR-18a-5p，rno-miR-30e-5p，rno-miR-27b-3p，rno-miR-142-3p；明显下调的关键miRNAs有4个，rno-miR-873-5p，rno-miR-150-5p，rno-miR-505-5p，rno-miR-501-3p（见图3）；CMT组与单纯心肌梗死组相比，明显上调的miRNAs有11个，rno-miR-668，rnomiR-30c-2-3p，rno-miR-18a-3p，rno-miR-17-1-3p，rno-miR-20b-5p，rno-miR-352，rno-miR-542-5p，rno-miR-760-5p，rno-miR-664-1-5p，rno-miR-92a-2-5p，rno-miR-6322；明显下调的关键miRNAs有2个，以rno-miR-300-3p，rno-miR-433-5p为主（见图4）；HIT组与单纯心肌梗死组相比，明显上调的miRNAs有53个，明显下调的关键miRNAs有41个（见图5和6）.

图3　单纯心肌梗死组与假手术组循环差异性miRNAs基因芯片结果Fig.3 Differential expression of circulating miRNAs between MI group and Sham group

图4　CMT组与MI组循环差异性miRNAs基因芯片结果Fig.4 Differential expression of circulating miRNAs between MI group and CMT group

2.4循环差异表达miRNAs靶基因功能显著性分析及参与调节的通路

基于miRNAs数据库得到差异表达miRNAs对应的靶基因，基于Gene Ontology数据库按照基因功能对靶基因进行功能显著性分析，得到靶基因参与的调节通路和对应的显著性基因功能（见表2和3）.

图5　HIT组与MI组循环上调miRNAs基因芯片结果Fig.5 Differential expression of up-regulated circulating miRNAs between MI group and HIT group

图6　HIT组与MI组循环下调miRNAs基因芯片结果Fig.6 Differential expression of down-regulated circulating miRNAs between rats group and HIT group

表2　循环差异表达miRNAs靶基因参与调节的通路Table 2 Pathway regulated by differential expression of circulating miRNAs target gene

表3　循环差异表达miRNAs对应的靶基因显著性基因功能Table 3 Genes functions that differential expression of circulating miRNAs matched

续表

续表

根据文献［13］，目前明确参与心肌细胞功能调节的miRNAs有24个，包括促增殖miRNAs，有miR-1，miR-133，miR-26，miR-98，miR-29，miR-378和miR-145；抗增殖miRNAs，有miR-143，miR-103，miR-130a，miR-146a，miR-21，miR-210，miR-221，miR-222，miR-27a/b，miR-199a/b，miR-208，miR-195，miR-499，miR-34a/b/c，miR-497，miR-23a，miR-15a/b.在心肌缺血时表达下调的心肌miRNAs有miR-494，miR-320，miR-92a，上调的miRNAs有miR-126.将上述与心肌功能相关的miRNAs与本研究结果相对照，MI组与Sham组差异表达循环miRNAs有miR-26a-5p，miR-92a-3p和miR-378a-3p；CMT组与MI组差异表达循环miRNAs有miR-92a-3p；HIT组与MI组差异表达循环miRNAs有miR-34c-3p，miR-23a-3p，miR-98-3p，miR-208a-5p和miR-92-3p.提示心肌梗死后及运动治疗后可以检测到心肌相关循环miRNAs的差异表达，HIT组循环miRNAs差异表达的数量明显多于CMT组，这可能是HIT组在改善心功能方面更优的机制之一.

3　讨论

本研究发现运动治疗可改善心肌梗死后左室功能障碍和运动耐量，高强度间歇运动的效果优于中等强度持续运动.心肌梗死后及运动治疗后可检测到循环miRNAs的差异表达，但差异表达miRNAs的数量不同，随着运动强度的增加，循环miRNAs差异表达的数量增加，心肌相关循环miRNAs差异表达的数量同样增加，这些心肌相关miRNAs与心肌细胞增殖和心肌缺血调节相关，不仅提示高强度间歇运动获益更大的机制有miRNAs的参与，miRNAs还有望作为运动强度和运动效果评价的分子生物学标志物.循环miRNAs差异表达靶基因功能分析提示运动对细胞功能具有多种调控作用，参与调节机体多种信号通路，涉及癌症、胰岛素代谢、脂肪代谢、细胞分化、细胞增殖、炎症等，还提示运动多效性作用机制与多种miRNAs参与调节有关.

目前发现miRNAs在心肌细胞增殖、凋亡、纤维化、血管新生的调控中发挥重要作用［14-15］.心肌梗死后心肌miRNAs表达谱发生改变，通过运动治疗可调节心肌梗死后心肌miRNAs的表达，包括与血管新生相关的miR-20a，miR-210，miR-221，miR-222，miR-328等；与炎症相关的miR-21，miR-146a等；与心肌收缩相关的miR-21，miR-133a等；与缺氧缺血适应相关的miR-21，miR-146a，miR-210，miR-499等；以及与心肌干细胞分化相关的miR-1，miR-21，miR-26，miR-27a/b，miR-29，miR-124，miR-133a，miR-144，miR-145，miR-150，miR-208a，miR-222等的表达［13］.miRNAs有组织和细胞特异性，不同疾病状态的miRNAs表达不同.近期研究发现，血液中可检测到miRNAs，血液中miRNAs的特异性和稳定性特征提示miRNAs有望作为组织损伤的标志物［16］.Mitchell等［17］首先发现血液中可检测到前列腺癌组织特异性miRNAs，其机制可能与外泌体有关［18］.miR-208，miR-499是心肌细胞特异性miRNAs，已有研究发现miR-208a和miR-499与心肌损伤程度密切相关［5-7］，并且在心肌损伤早期即可在循环中检测到［5］.运动作为一种治疗手段可改善心肌重构，减少心肌凋亡和纤维化.目前运动获益的评价主要是通过运动能力、超声心动图等大体检查项目以及再住院率、死亡率等预后评价指标，而这些评价指标的变化需要在细胞功能改善一段时间后才能显现，可能已经错过了运动干预的最佳时机.miRNAs广义上是表观遗传基因，易受外界刺激而变化，已有研究证实不同刺激强度产生的生理功能变化与基因表达相并行［19-20］，因此有望将miRNAs作为评价运动效果的分子生物学标志物.

运动是心血管疾病治疗中最有效的非药物治疗手段，国内外多个心血管疾病指南推荐心血管病患者应接受运动治疗［21-23］.运动使心血管获益程度的大小与运动强度、运动时间和运动类型均有关系［24］.本研究发现，运动疗法可改善心肌梗死大鼠的心功能，高强度间歇运动优于中等强度运动；进一步分析发现循环中可检测到心肌相关miRNAs的差异表达，高强度间歇运动的心肌相关循环miRNAs差异表达的数量比中等强度持续运动明显增加，包括抗增殖、促增殖以及抗心肌缺血基因，不仅提示运动疗法对心肌细胞功能的改善有miRNAs参与的因素，而且提示高强度间歇运动中心肌获益优于中等强度持续运动的机制同样与miRNAs相关.已有研究报道指出健康个体运动后循环miRNAs存在差异表达［8-9］，这些miRNAs与心肌细胞增殖、凋亡、分化、血管新生等密切相关.本研究发现，随着运动强度的增加，心肌梗死大鼠的心功能获得更明显的改善，心肌相关循环miRNAs的差异表达数量显著增加，提示循环miRNAs有望作为心脏病理状态下运动治疗效果评价的分子生物学标志物.

运动疗法可使全身多系统获益，包括代谢功能、骨骼肌功能、认知功能和心血管功能等，因此目前将运动治疗称为“多效性良药”，具体机制尚未得到完全阐释.本研究发现，运动治疗可增加运动耐力，高强度间歇运动疗法的获益优于中等强度持续运动.进一步分析发现，运动治疗可导致循环miRNAs差异表达，高强度间歇运动循环miRNAs的差异表达数量比中等强度持续运动明显增加，提示运动的获益有miRNAs参与的因素.分析本研究获得的循环miRNAs差异表达靶基因的功能，发现这些靶基因参与调节细胞功能的多个方面，包括增殖、分化、迁移、存活和重编程等，并且参与对机体多种信号通路的调节，初步提示了运动多效性的分子机制，但具体机制还需进一步研究证实.

根据文献［13］的报道，目前与心肌细胞功能调节相关的miRNAs有28个，本研究显示心肌损伤后通过运动可调节心肌相关循环miRNAs的差异表达，但文献［13］报道的心肌相关miRNAs中，只有少部分在本研究中检测到，如文献［13］报道miR-499在心肌梗死时的循环血中显著增加，但是在本研究中并未检测到.原因也许是由于芯片的敏感性、特异性不足所致，也可能是物种、时项的差异所致，有待进一步研究明确相关影响因素.同时本研究检测到的循环miRNAs差异表达中，也有很多未在文献［13］中报道过，这些miRNAs是否与心肌细胞功能调节相关尚有待进一步研究证实.

本研究的局限性如下：只检测4组大鼠模型的循环miRNAs差异表达，没有同时进行心肌miRNAs差异表达的检测，因此循环miRNAs差异表达是否可以反映大鼠心肌损伤程度，无法给予肯定结论.同时，本研究没有检测运动干预阶段不同时间段的循环miRNAs差异表达.因此循环miRNAs是否能够实时监测心肌损伤和改善程度，是否可作为运动效果的实时评价指标，需要进一步研究.但本研究在心肌梗死大鼠模型中，评价不同运动强度对心功能和运动耐量的改善程度以及循环miRNAs差异表达，发现不同运动强度下循环miRNAs差异表达数量不同，而且不同运动强度下心肌相关循环miRNAs差异表达的数量也不同，初步提示循环miRNAs差异表达可以反映运动强度和心肌功能改善的关系，循环miRNAs有望作为运动强度和效果评价的分子生物学标志物.

［1］OLDRIDGE N.Exercise-based cardiac rehabilitation in patients with coronary heart disease：Meta-analysis outcomes revisited［J］.Future Cardiol，2012，8：729-751.

［2］MOHOLDT T，AAMOT I L，GRANøIEN I，et al.Aerobic interval training increases peak oxygen uptake more than usual care exercise training in myocardial infarction patients：a randomized controlled study［J］.Clin Rehabil，2012，26：33-44.

［3］MOHOLDT T，AAMOT I L，GRANøIEN I，et al.Long-term follow-up after cardiac rehabilitation：a randomized study of usual care exercise training versus aerobic interval training after myocardial infarction［J］.Int J Cardiol，2011，152：388-390.

［4］MAIORANA A.Interval training confers greater gains than continuous training in people with heart failure［J］.J Physiother，2012，58：199.

［5］WANG G K，ZHU J Q，ZHANG J T，et al.Circulating microRNA：a novel potential biomarker for early diagnosis of acute myocardial infarction in humans［J］.Eur Heart J，2010，31（6）：659-666.

［6］CORSTEN M F，DENNERT R，JOCHEMS S，et al.Circulating microRNA-208b and microRNA-499 reflect myocardial damage in cardiovascular disease［J］.Circ Cardiovasc Genet，2010，3（6）：499-506.

［7］ADACHI T，NAKANISHI M，OTSUKA Y，et al.Plasma microRNA-499 as a biomarker of acute myocardial infarction［J］.Clin Chem，2010，56（7）：1183-1185.

［8］MA Z，QI J，MENG S，et al.Swimming exercise training-induced left ventricular hypertrophy involves microRNAs and synergistic regulation of the PI3K/AKT/mTOR signaling pathway［J］. Eur J Appl Pysiciol，2013，113：2473-2486.

［9］MARTINELLI N C，COHEN C R，SANTOS K G，et al.An analysis of the gobal expression of microRNAs in an experimental model of physiological left ventricular hypertrophy［J］.PLoS One，2014，9：e93271.

［10］HøYDAL M A，WISLøFF U，KEMI O J，et al.Running speed and maximal oxygen uptake in rats and mice：practical implications for exercise training［J］.Eur J Cardiovasc Prev Rehabil，2007，14：753-760.

［11］KRALJEVIC J，MARINOVIC J，PRAVDIC D，et al.Aerobic interval training attenuates remodelling and mitochondrial dysfunction in the post-infarction failing rat heart［J］.Cardiovasc Res，2013，99：55-64.

［12］MOREIRA J B，BECHARA L R，BOZI L H，et al.High-versus moderate-intensity aerobic exercise training effects on skeletal muscle of infarcted rats［J］.J Appl Physiol，2013，114：1029-1041.

［13］FERNANDES T，BARA´UNA V G，NEGR～AO E，et al.Aerobic exercise training promotes physiological remodeling a set of microRNAs［J］.Am J Physiol Heart Circ Physiol，2015，309：543-552.

［14］SEEGER F H，ZEIHER A M，DIMMELER S.MicroRNA in stem cell function and regenerative therapy of the heart［J］.Arterioscler Thromb Vasc Biol，2013，33：1739-1746.

［15］BOON R A，DIMMELER S.MicroRNA in myocardial infarction［J］.Natrure Review Cardiology，2015，12：135-142.

［16］LATERZA O F，LIM L，GARRETT-ENGELE P W，et al.Plasma microRNAs as sensitive and specific biomarkers of tissue injury［J］.Clin Chem，2009，55（11）：1977-1983.

［17］MITCHELL P S，PARKIN R K，KROH E M，et al.Circulating microRNAs as stable blood-based markers for cancer detection［J］.Proc Natl Acad Sci USA，2008，105（30）：10513-10518.

［18］HUNTER M P，ISMAIL N，ZHANG X，et al.Detection of microRNAs expression in human peripheral blood microvesicles［J］.PLoS One，2008，3（11）：e3694.

［19］TIMMONS J A，JANSSON E，FISCHER H，et al.Modulation of extracellular matrix genes reflects the magnitude of physiological adaptation to aerobic exercise training in humans［J］.BMC Biol，2005，3：19.

［20］KELLER P，VOLLAARD N，BABRAJ J，et al.Using systems biology to define the essential biological networks responsible for adaptation to endurance exercise training［J］.Biochem Soc Trans，2007，35（Pt5）：1306-1309.

［21］LEON A S，FRANKLIN B A，COSTA F，et al.Cardiac rehabilitation and secondary prevention of coronary heart disease：an American Heart Association scientific statement from the Council on Clinical Cardiology（Subcommittee on Exercise，Cardiac Rehabilitation，and Prevention）and the Council on Nutrition，Physical Activity，and Metabolism（Subcommittee on Physical Activity），in collaboration with the American Association of Cardiovascular and Pulmonary Rehabilitation［J］.Circulation，2005，111（3）：369-376.

［22］CORR`A U，PIEPOLI M F，CARR´E F，et al.Secondary prevention through cardiac rehabilitation：physical activity counselling and exercise training：key components of the position paper from the Cardiac Rehabilitation Section of the European Association of Cardiovascular Prevention and Rehabilitation［J］.Eur Heart J，2010，31（16）：1967-1974.

［23］中华医学会心血管病学分会，中国康复医学会心血管病专业委员会，中国老年学学会心脑血管病专业委员会.冠心病心脏康复与二级预防中国专家共识［J］.中华心血管病杂志，2013，41（4）：267-275.

［24］GOLBIDI S，LAHER I.Exercise and the cardiovascular system［J］.Cardiol Res Pract，2012，2012：201-206.

Effects of exercise on cardiac function and differential expression of circulating miRNAs in rats with acute myocardial infarction

XIA Kun1，DING Rongjing2，LU Kai3，WANG Li4
（1.Department of Cardiology，Beijing Chaoyang Hospital Affiliated to Capital Medical University，Beijing 100043，China；2.Department of Cardiology，Peiking University People's Hospital，Beijing 100044，China；

3.Department of Cardiology，First Hospital of Chongqing Medical University，Chongqing 630042，China；4.Department of Cardiology，Yongchuan Hospital Affiliated to Chongqing Medical University，Chongqing 402160，China）

To study the effects of different exercise intensity on cardiac function and differential expression of circulating microRNAs（miRNAs），target genes and gene function in rats with acute myocardial infarction（AMI）.Establish AMI models with 40 rats，divide them into 4 groups，such as Sham operation group，isolated myocardial infarction group，continuous moderately training（CMT）group，and high intensity interval training（HIT）group，with 10 AMI rats in each group.CMT and HIT groups received exercise therapies for 8 weeks.Evaluate cardiac function with echocardiography.Analyze differential expression of circulating microRNAs，related target genes and gene function using miRNAs microarray and bioinformatics technology.CMT and HIT therapies significantly improved cardiac function and exercise tolerance in AMI rats.The effect of HIT group is significantly better than that of CMT group.Compared with Sham operation group，14 circulating miRNAs were obviously up-regulated，4 circulating miRNAs were obviously down-regulated in isolated myocardial infarction group.Compared with isolated myocardial infarction group，11 circulating miRNAs were obviously up-regulated，2 circulating miRNAs were obviously down-regulated in CMT group，and 53 circulating miRNAs were obviously up-regulated，41 key miRNAs were obviously down-regulated in HIT group.Compared with Sham operation group，differential expression of myocardium related circulating miRNAs in isolated myocardial infarction group are miR-26a-5p，miR-92a-3p and miR-378a-3p.Compared with isolated myocardial infarction group，there is miR-92a-3p in CMT group，and there are miR-34c-3p，miR-23a-3p，miR-98-3p，miR-208a-5p and miR-92-3p in HIT group.HIT improving cardiac function and exercise tolerance in AMI rats are better than those of CMT.Numbers of differential expression of circulating miRNAs and myocardium related circulating miRNAs with HIT are higher than those of CMT，indicating that circulating miRNAs are expected to be biomarkers for determining exercise intensity and exercise effect.

acute myocardial infarction；exercise intensity；circulating microRNAs；differential expression

R 34

A

1007-2861（2016）03-0344-13

10.3969/j.issn.1007-2861.2016.03.010

2016-04-19

丁荣晶（1971—），女，副主任医师，研究方向为心肌保护、心血管预防与康复.E-mail：drj2003@sina.com