科學家發現褪黑素能抑制血管衰老和鈣化，為褪黑素抗衰和延緩心血管疾病應用提供依據

睡不著覺吃點褪黑素，已經成為當代人的生活常識。的確，褪黑素更多是被作為一種調節睡眠的保健品來使用。但其實，其也具備抗衰老、保護血管以及預防心腦血管疾病的潛在作用。

在近期一項研究中，來自中南大學湘雅二醫院代謝內分泌科的研究人員明確了褪黑素對於血管衰老和血管鈣化的益處，即針對由褪黑素調控的血管壁微環境中內皮細胞-血管平滑肌細胞信號交換機制，本次研究提供了新的證據，並為相關治療提供了新方向。

這不僅為褪黑素在減輕血管衰老和血管鈣化中的應用提供了新方向，也為研究褪黑素在治療血管鈣化和治療血管衰老上的作用奠定了重要理論基礎，更為褪黑素在抗衰老領域的臨床應用提供了堅實依據。

血管衰老，是一個非常古老的話題。17 世紀英國醫師、英國醫學之父湯馬斯·西登漢姆（Thomas Sydenham）曾提出「人如其血管同壽」的著名論斷。

血管衰老，會導致機體各個器官也出現衰老情況。但是，此前關於血管衰老的發病機制和治療方法的研究依舊較少。而如何緩解血管衰老和血管鈣化，以便讓維持血管處於良好狀態，是此前面臨的難題之一。

之前，不少基礎研究和臨床研究表明，補充褪黑素能夠緩解睡眠障礙，並有利於減輕氧化應激、改善機體代謝和延緩器官衰老。基於此，該團隊針對褪黑素在心血管疾病中的作用機制提出了上述新見解。

具體來說，通過研究褪黑激素誘導的內皮細胞的抗鈣化過程和抗衰老過程，課題組認為其潛在機制是由從內皮細胞轉移到血管平滑肌細胞的富含 miRNA 的外泌體所介導的，並且 miR-302d-5p 會通過靶向 Wnt3 來抑制血管平滑肌細胞的衰老和鈣化。

為治療血管衰老和血管鈣化帶來更多理論依據

事實上，本次成果僅是一系列研究中的成果之一。這一大項目已經耗時將近 10 年，在此之前課題組也曾發表過其他相關論文。

之所以開展這一系列的研究，是因為他們發現：通過血管平滑肌細胞之間的信號交流，褪黑素能夠減輕血管衰老和血管鈣化。

同時，該團隊在前期研究中也發現：內皮細胞能夠通過遞送外泌體到血管平滑肌細胞，從而能夠調控血管衰老和血管鈣化。

而在本次研究之中，該團隊先是提出這樣一個問題：褪黑素被內皮細胞攝取之後，通過什麼樣的機制來發揮抑制血管衰老和抑制血管鈣化的作用？

在血管壁中：血管內皮細胞，是血管與外界溝通的重要「門戶」，也是感知外界刺激的「前哨」基地。在感受到各種刺激之後，內皮細胞會將信號遞送至血管中。而外泌體則是在細胞之間和組織之間傳遞信號的「貨船」，它能將各種生物信息進行富集。

研究中，課題組通過單細胞測序數據分析發現：冠心病患者體內的內皮細胞和血管平滑肌細胞存在密切聯繫。

並且在冠心病患者的內皮細胞中，褪黑素受體會出現顯著下降，這說明褪黑素介導的內皮細胞-血管平滑肌細胞信號交換，會參與到血管疾病的發生和發展。

接著，該團隊發現：在冠心病患者的血管壁中，內皮細胞-血管平滑肌細胞存在活躍的信息交換，即內皮細胞能夠通過外泌體將信號分子遞送到血管平滑肌細胞之中。

有趣的是，他們還觀察到：褪黑素能夠促使 miR-302d-5p 富集到內皮細胞分泌的外泌體之中，並能被毗鄰的血管平滑肌細胞攝取，從而針對血管平滑肌細胞起到抑制衰老和抑制鈣化的作用。

那麼，褪黑素到底如何促進了 miR-302d-5p 的合成？通過採用 m6A 分析的方法，該團隊針對上述過程給出了如下闡述：即褪黑素通過 m6A 關鍵調控酶 WTAP 來調控 miR-302d-5p 前體 m6A 甲基化過程，從而促進它的成熟，最終將其裝載到外泌體之中。

同時，針對相關機制加以研究之後，課題組還闡明了 miR-302d-5p 通過靶向 Wnt3 來發揮抑制血管衰老和抑制血管鈣化的作用。

也就是說，他們先是提出這樣一個假說：即褪黑素能夠刺激內皮細胞旁分泌外泌體，在被血管平滑肌細胞攝取之後，能夠抑制血管平滑肌細胞的衰老和鈣化，從而起到延緩血管衰老和血管鈣化的作用。

針對這一假說，他們從三個維度進行驗證：

首先，驗證內皮細胞-血管平滑肌細胞是否存在密切 crosstalk；

其次，驗證褪黑素如何調控關鍵信號分子的富集並進入到外泌體之中；

最後，驗證褪黑素刺激內皮細胞源性外泌體對於血管衰老和血管鈣化的影響，以及驗證相關的下遊作用機制。

完成驗證之後，在單細胞測序技術的幫助之下，他們發現冠心病患者的內皮細胞和血管平滑肌細胞存在緊密聯繫，並且褪黑素可能在其中發揮了作用。

接著，課題組提取褪黑素刺激內皮細胞所產生的外泌體，借此觀察到外泌體對於血管平滑肌細胞的影響。

進而初步證實：褪黑素刺激內皮細胞來源的外泌體，確實能夠影響血管平滑肌細胞衰老和鈣化標誌物的表達。即褪黑素能夠通過刺激內皮細胞源性外泌體，從而針對血管平滑肌細胞發揮作用。

為了針對上述規律進行論證，該團隊在外泌體示蹤技術的幫助之下，證實外泌體確實能由內皮細胞遞送到血管平滑肌細胞。

而通過進一步地剖析外泌體的內容物、以及在測序技術的幫助之下，他們發現了存在差異表達的 miR-302d-5p，並針對其可靠性加以驗證。

同時，其還採用敲低等技術明確了 miR-302d-5p 介導褪黑素刺激內皮細胞源性外泌體的功能。此外，課題組進一步挖掘 miR-302d-5p 對於靶基因 Wnt3 的調控作用，並論證了其對於血管衰老和血管鈣化的影響。

而為了明確褪黑素將 miR-302d-5p 裝載到外泌體中的機制，該團隊從 m6A 修飾的角度出發，借此發現了這一規律：即褪黑素能夠通過調控 WATP 來影響 miR-302d-5p 前體的成熟。

接著，該團隊通過模型小鼠實驗證實了這一規律：即褪黑素能夠處理內皮細胞源性外泌體的抑制血管衰老和抑制血管鈣化功能，從而能為利用褪黑素來治療血管衰老和血管鈣化帶來更多理論依據。

課題組表示：「因為動物實驗涉及到大量的尾靜脈注射，而尾靜脈注射對於操作者的手感和針法要求比較嚴格，因此為了最大程度追求實驗嚴謹性，以及減少注射失敗帶來的干擾，我們的實驗人員在前期針對小鼠進行了大量練習，但仍然總是不得要領，無法保證 100% 的成功率。」

為此，除了在動物房針對小鼠進行練習，他們在家裡也不放過任何一個可以練習的機會。比如，將不同粗細程度的橡膠軟管加上餐巾紙，就能變成最簡單的「人工鼠尾」。

所到之處，處處都是「尾靜脈」的影子，甚至他們還差點把「魔爪」伸向家屬的手背靜脈，反復琢磨持針、進針、推藥等細節。

經過一週多「走火入魔」式的練習，課題組最終全面掌握了尾靜脈注射的技術要領，並總結出了「針穩、手穩、心態穩」的致勝口訣。

圖 | 相關論文（來源：Bioactive Materials）

中南大學湘雅二醫院代謝內分泌科博士研究生單素康是第一作者，中南大學湘雅二醫院代謝內分泌科助理研究員許豐和袁淩青教授擔任共同通訊作者 [1]

總的來說，通過本次研究以及此前研究該團隊發現：褪黑素能夠通過血管平滑肌細胞和內皮細胞旁分泌來調控血管衰老和血管鈣化。

同時，課題組也闡述了血管壁微環境中褪黑素誘導的血管平滑肌細胞-血管平滑肌細胞機制、以及內皮細胞-血管平滑肌細胞之間外泌體介導的旁分泌機制，並揭示了 miRNA 在其中發揮的關鍵作用。

下一步，他們講繼續著眼於褪黑素調控血管衰老和鈣化的微環境調控假說，以免疫-血管為突破口，探索褪黑素通過血管壁巨噬細胞-內皮細胞 crosstalk 調控血管衰老和鈣化的作用機制。

以便進一步夯實血管壁微環境假說，明確血管壁微環境中細胞間調控網絡，為深入認識血管衰老和鈣化的作用機制提供新的方向。

同時，他們還將開發基於外泌體載藥系統的靶向治療血管衰老和血管鈣化方案，探索並構建靶向內皮細胞或血管平滑肌細胞的工程化外泌體。

以便能將強效抗衰老分子和抑制鈣化生物信號分子比如 miRNA 遞送至血管壁靶細胞，從而改變其分化和細胞代謝過程，最終抑制血管衰老和血管鈣化的發生，為治療相關疾病提供更好的方案。

1.Shan, S. K., Lin, X., Wu, F., Li, C. C., Guo, B., Zheng, M. H., … & Yuan, L. Q. (2024). Vascular wall microenvironment: Endothelial cells original exosomes mediated melatonin-suppressed vascular calcification and vascular ageing in a m6A methylation dependent manner.Bioactive Materials, 42, 52-67.

排版：初嘉實