睡不着觉吃点褪黑素，已经成为当代人的生活常识。的确，褪黑素更多是被作为一种调节睡眠的保健品来使用。但其实，其也具备抗衰老、保护血管以及预防心脑血管疾病的潜在作用。
在近期一项研究中，来自中南大学湘雅二医院代谢内分泌科的研究人员明确了褪黑素对于血管衰老和血管钙化的益处，即针对由褪黑素调控的血管壁微环境中内皮细胞-血管平滑肌细胞信号交换机制，本次研究提供了新的证据，并为相关治疗提供了新方向。
这不仅为褪黑素在减轻血管衰老和血管钙化中的应用提供了新方向，也为研究褪黑素在治疗血管钙化和治疗血管衰老上的作用奠定了重要理论基础，更为褪黑素在抗衰老领域的临床应用提供了坚实依据。
血管衰老，是一个非常古老的话题。17 世纪英国医师、英国医学之父托马斯·西登汉姆（Thomas Sydenham）曾提出“人如其血管同寿”的著名论断。
血管衰老，会导致机体各个器官也出现衰老情况。但是，此前关于血管衰老的发病机制和治疗方法的研究依旧较少。而如何缓解血管衰老和血管钙化，以便让维持血管处于良好状态，是此前面临的难题之一。
之前，不少基础研究和临床研究表明，补充褪黑素能够缓解睡眠障碍，并有利于减轻氧化应激、改善机体代谢和延缓器官衰老。基于此，该团队针对褪黑素在心血管疾病中的作用机制提出了上述新见解。
具体来说，通过研究褪黑激素诱导的内皮细胞的抗钙化过程和抗衰老过程，课题组认为其潜在机制是由从内皮细胞转移到血管平滑肌细胞的富含 miRNA 的外泌体所介导的，并且 miR-302d-5p 会通过靶向 Wnt3 来抑制血管平滑肌细胞的衰老和钙化。
事实上，本次成果仅是一系列研究中的成果之一。这一大项目已经耗时将近 10 年，在此之前课题组也曾发表过其他相关论文。
之所以开展这一系列的研究，是因为他们发现：通过血管平滑肌细胞之间的信号交流，褪黑素能够减轻血管衰老和血管钙化。
同时，该团队在前期研究中也发现：内皮细胞能够通过递送外泌体到血管平滑肌细胞，从而能够调控血管衰老和血管钙化。
而在本次研究之中，该团队先是提出这样一个问题：褪黑素被内皮细胞摄取之后，通过什么样的机制来发挥抑制血管衰老和抑制血管钙化的作用？
在血管壁中：血管内皮细胞，是血管与外界沟通的重要“门户”，也是感知外界刺激的“前哨”基地。在感受到各种刺激之后，内皮细胞会将信号递送至血管中。而外泌体则是在细胞之间和组织之间传递信号的“货船”，它能将各种生物信息进行富集。
研究中，课题组通过单细胞测序数据分析发现：冠心病患者体内的内皮细胞和血管平滑肌细胞存在密切联系。
并且在冠心病患者的内皮细胞中，褪黑素受体会出现显著下降，这说明褪黑素介导的内皮细胞-血管平滑肌细胞信号交换，会参与到血管疾病的发生和发展。
接着，该团队发现：在冠心病患者的血管壁中，内皮细胞-血管平滑肌细胞存在活跃的信息交换，即内皮细胞能够通过外泌体将信号分子递送到血管平滑肌细胞之中。
有趣的是，他们还观察到：褪黑素能够促使 miR-302d-5p 富集到内皮细胞分泌的外泌体之中，并能被毗邻的血管平滑肌细胞摄取，从而针对血管平滑肌细胞起到抑制衰老和抑制钙化的作用。
那么，褪黑素到底如何促进了 miR-302d-5p 的合成？通过采用 m6A 分析的方法，该团队针对上述过程给出了如下阐述：即褪黑素通过 m6A 关键调控酶 WTAP 来调控 miR-302d-5p 前体 m6A 甲基化过程，从而促进它的成熟，最终将其装载到外泌体之中。
同时，针对相关机制加以研究之后，课题组还阐明了 miR-302d-5p 通过靶向 Wnt3 来发挥抑制血管衰老和抑制血管钙化的作用。
也就是说，他们先是提出这样一个假说：即褪黑素能够刺激内皮细胞旁分泌外泌体，在被血管平滑肌细胞摄取之后，能够抑制血管平滑肌细胞的衰老和钙化，从而起到延缓血管衰老和血管钙化的作用。
首先，验证内皮细胞-血管平滑肌细胞是否存在密切 crosstalk；
其次，验证褪黑素如何调控关键信号分子的富集并进入到外泌体之中；
最后，验证褪黑素刺激内皮细胞源性外泌体对于血管衰老和血管钙化的影响，以及验证相关的下游作用机制。
完成验证之后，在单细胞测序技术的帮助之下，他们发现冠心病患者的内皮细胞和血管平滑肌细胞存在紧密联系，并且褪黑素可能在其中发挥了作用。
接着，课题组提取褪黑素刺激内皮细胞所产生的外泌体，借此观察到外泌体对于血管平滑肌细胞的影响。
进而初步证实：褪黑素刺激内皮细胞来源的外泌体，确实能够影响血管平滑肌细胞衰老和钙化标志物的表达。即褪黑素能够通过刺激内皮细胞源性外泌体，从而针对血管平滑肌细胞发挥作用。
为了针对上述规律进行论证，该团队在外泌体示踪技术的帮助之下，证实外泌体确实能由内皮细胞递送到血管平滑肌细胞。
而通过进一步地剖析外泌体的内容物、以及在测序技术的帮助之下，他们发现了存在差异表达的 miR-302d-5p，并针对其可靠性加以验证。
同时，其还采用敲低等技术明确了 miR-302d-5p 介导褪黑素刺激内皮细胞源性外泌体的功能。此外，课题组进一步挖掘 miR-302d-5p 对于靶基因 Wnt3 的调控作用，并论证了其对于血管衰老和血管钙化的影响。
而为了明确褪黑素将 miR-302d-5p 装载到外泌体中的机制，该团队从 m6A 修饰的角度出发，借此发现了这一规律：即褪黑素能够通过调控 WATP 来影响 miR-302d-5p 前体的成熟。
接着，该团队通过模型小鼠实验证实了这一规律：即褪黑素能够处理内皮细胞源性外泌体的抑制血管衰老和抑制血管钙化功能，从而能为利用褪黑素来治疗血管衰老和血管钙化带来更多理论依据。
课题组表示：“因为动物实验涉及到大量的尾静脉注射，而尾静脉注射对于操作者的手感和针法要求比较严格，因此为了最大程度追求实验严谨性，以及减少注射失败带来的干扰，我们的实验人员在前期针对小鼠进行了大量练习，但仍然总是不得要领，无法保证 100% 的成功率。”
为此，除了在动物房针对小鼠进行练习，他们在家里也不放过任何一个可以练习的机会。比如，将不同粗细程度的橡胶软管加上餐巾纸，就能变成最简单的“人工鼠尾”。
所到之处，处处都是“尾静脉”的影子，甚至他们还差点把“魔爪”伸向家属的手背静脉，反复琢磨持针、进针、推药等细节。
经过一周多“走火入魔”式的练习，课题组最终全面掌握了尾静脉注射的技术要领，并总结出了“针稳、手稳、心态稳”的致胜口诀。
图 | 相关论文（来源：Bioactive Materials）
中南大学湘雅二医院代谢内分泌科博士研究生单素康是第一作者，中南大学湘雅二医院代谢内分泌科助理研究员许丰和袁凌青教授担任共同通讯作者 [1]
总的来说，通过本次研究以及此前研究该团队发现：褪黑素能够通过血管平滑肌细胞和内皮细胞旁分泌来调控血管衰老和血管钙化。
同时，课题组也阐述了血管壁微环境中褪黑素诱导的血管平滑肌细胞-血管平滑肌细胞机制、以及内皮细胞-血管平滑肌细胞之间外泌体介导的旁分泌机制，并揭示了 miRNA 在其中发挥的关键作用。
下一步，他们讲继续着眼于褪黑素调控血管衰老和钙化的微环境调控假说，以免疫-血管为突破口，探索褪黑素通过血管壁巨噬细胞-内皮细胞 crosstalk 调控血管衰老和钙化的作用机制。
以便进一步夯实血管壁微环境假说，明确血管壁微环境中细胞间调控网络，为深入认识血管衰老和钙化的作用机制提供新的方向。
同时，他们还将开发基于外泌体载药系统的靶向治疗血管衰老和血管钙化方案，探索并构建靶向内皮细胞或血管平滑肌细胞的工程化外泌体。
以便能将强效抗衰老分子和抑制钙化生物信号分子比如 miRNA 递送至血管壁靶细胞，从而改变其分化和细胞代谢过程，最终抑制血管衰老和血管钙化的发生，为治疗相关疾病提供更好的方案。
参考资料：
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.
