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目的:探究自由转轮运动对miR-130a介导的细胞自噬在大鼠脑衰老进程中的调控作用。方法:1.动物实验:采用体重为160±20g的SPF级雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠30只。其中选取10周龄大鼠20只,随机分为衰老对照组(OC)和衰老自由转轮组(OVR),每组10只。实验进行前,所有大鼠进行2周的适应性喂养后,将OC组与OVR组饲养至21月龄构建自然衰老模型。然后将OVR组大鼠放入自由转轮笼内饲养8周至23月龄,OC组大鼠自然饲养至23月龄,不做干预处理。自由转轮运动干预后,另取10只3月龄大鼠作为年轻对照组(YC),并将所有大鼠眼球取血后断颈处死,冰上分离其海马与大脑皮层组织并立即放入-80℃冰箱保存。采用Real-time-PCR检测海马组织内miRNA的变化;TUNEL染色评价海马内细胞凋亡水平;透射电镜观察海马中自噬小体变化;Western blot检测海马内衰老相关蛋白的表达来验证其衰老程度,检测自噬与凋亡相关蛋白的变化来评估自噬与凋亡的水平。2.细胞实验:培养神经母细胞瘤细胞(SH-SY5Y)细胞,在细胞融合度达到70%左右接种6孔板。分为对照组(Con)、D-gal诱导组(D-gal)、miR-130a转染组(D-gal+miR-130a mimics)以及转染对照组(miR-130a mimics)。Con组细胞正常培养,D-gal+miR-130a mimics组与miR-130a mimics组采用终浓度为20n M的miR-130a模拟物进行细胞转染。转染4~6h后,D-gal组与D-gal+miR-130a mimics组后用D-gal培养液进行培养,miR-130a mimics组换为正常培养液。48h后收集细胞样品,Western blot检测衰老相关蛋白验证其衰老程度,检测自噬相关蛋白的变化来评估自噬水平。结果:1.动物实验:1)Real-time-PCR结果显示,与年轻对照大鼠相比,自然衰老模型组大鼠的海马组织中miR-130a明显(p<0.001)下降而运动可以逆转这一状况(p<0.001)。2)TUNEL染色显示,与年轻对照组大鼠相比,自然衰老模型组大鼠的海马组织的细胞凋亡率明显增加(p<0.001),自由转轮运动干预后则明显下降(p<0.001)。3)透射电镜结果显示,与年轻对照组大鼠相比,自然衰老模型组中的自噬小体数量明显下降,而自由转轮运动组大鼠海马内自噬小体数量增加并明显多于自然衰老模型组。4)Western blot结果中表明,自由转轮运动干预可抑制衰老相关蛋白诸如Ac-p53、p21的表达(p<0.001);在细胞凋亡方面显示,大鼠自然衰老过程中,促凋亡蛋白Bax、caspase3表达升高(p<0.01、p<0.05)运动后则表现下降;细胞自噬相关蛋白显示,自然衰老模型组中自噬正相关蛋白Beclin 1、ATG7和LC3的表达明显下降(p<0.05、p<0.05、p<0.001),而自由转轮运动干预后均出现明显改善(p<0.001);自然衰老大鼠模型中自噬负相关蛋白p62明显升高(p<0.01),而自由转轮运动干预后p62的蛋白表达水平明显下降,提示运动激活细胞自噬,增加了自噬溶酶体的降解(p<0.01);另外参与自噬通路相关信号蛋白Sirt1的表达以及p-AMPK(磷酸化AMPK)均在大鼠自然衰老过程中受到抑制(p<0.001),而运动则可以明显上调AMPK的磷酸化水平(p<0.001)。2.细胞实验:Western blot结果表明,D-gal可诱导细胞衰老相关蛋白p53的表达上升(p<0.001),同时p21也出现上升,另外LC3则受到抑制(p<0.001),p62出现上升趋势。而在衰老细胞模型中过表达miR-130amimic则可以抑制p53的乙酰化(p<0.001),抑制p21的表达(p<0.001)。同时也可上调LC3的表达(p<0.001),促进p62的降解(p<0.001)。结论:在大鼠自然衰老过程以及D-gal诱导的细胞衰老过程中,miR-130a可通过调节细胞凋亡与自噬进而调控脑衰老的进程;另外,自由转轮运动通过激活自然衰老大鼠海马中的miR-130a诱导的细胞自噬,改善细胞凋亡,保护神经元细胞最终延缓脑衰老进程。