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目的:探讨间歇运动激活miR-21/PTEN/AKT/SIRT1通路抑制NLRP3炎症小体表达改善心梗心肌重塑。方法:3月龄雄性SD大鼠,左冠状动脉前降支(Left anterior descending coronary artery,LAD)结扎术建立心肌梗死模型,随机分为四组:对照组(C),间歇运动组(CE),心梗组(MI),心梗+间歇运动组(ME),每组10只。C组和CE组大鼠只穿线,不结扎,MI和ME组采用LAD方式结扎。CE和ME组大鼠心梗术后1周进行跑台运动。第一周为适应性训练(15 m/min,30 min/d,共5 d)。正式训练时,起始训练速度10 m/min,时间为10 min。之后进行间歇有氧运动,速度为25 m/min,运动7 min;后间歇3 min,速度为15 m/min,之后依次交替进行,运动总时间为60 min。每周训练5 d,连续训练4wk。训练结束后次日,大鼠腹腔麻醉,血流动力学结合心电图评定大鼠心功能,处死并迅速分离切取心肌组织,TTC染色观察心梗面积,HE染色观察心梗心脏形态结构,MASSON染色观察分析心肌胶原容积百分比(CVF),DHE法检测心脏ROS,生物化学法检测大鼠心脏MDA、LDH表达和SOD活性,Western Blot法检测心肌NOX4、IL-1β、IL-18、TNF-α、IL-10、NLRP3、SIRT1、AKT、p-AKT、PTEN、ASC-1和Caspase-1蛋白表达,RT-qPCR检测心肌和血液miR-21、miR-155和miR-208a基因表达。结果:(1)间歇运动显著改善心梗大鼠心功能。心梗大鼠心肌发生替代性纤维化,心肌细胞大量坏死,胶原纤维恶性增生、融合,并向梗死边缘区和非梗死区延伸;间歇运动后,心梗大鼠CVF显著降低(P<0.01),心肌纤维化水平显著降低;LVSP和dp/dt max显著升高(P<0.01),LVEDP显著降低(P<0.01)。表明,间歇运动可显著改善心梗心脏的病理性重塑,改善心功能,发挥心脏保护效应。(2)间歇运动显著抑制心梗大鼠心脏氧化应激。心梗大鼠心肌MDA、LDH、NOX4和ROS表达显著升高(P<0.01),SOD活性显著降低(P<0.01);间歇运动显著降低心梗大鼠心肌MDA、LDH、NOX4和ROS表达(P<0.01),显著升高SOD活性(P<0.01)。表明,心梗大鼠心脏发生氧化应激,间歇运动可显著抑制心梗大鼠心脏氧化应激反应。(3)间歇运动显著降低心梗大鼠心肌NLRP3炎症小体的表达。心梗大鼠心肌NLRP3mRNA和蛋白表达增加(P<0.01),ASC、Caspase-1、IL-1β和IL-18蛋白表达显著增加(P<0.01);间歇运动可以显著降低心梗大鼠心肌NLRP3、ASC、Caspase-1、IL-1β和IL-18表达(P<0.01)。表明,心梗大鼠心肌NLRP3炎症小体激活,间歇运动可显著抑制心梗大鼠心肌NLRP3炎症小体表达。(4)间歇运动显著降低心梗大鼠心肌炎症因子的表达。心梗大鼠心肌炎症因子TNF-α蛋白表达显著增加(P<0.01),抗炎症因子IL-10蛋白表达显著降低(P<0.01);间歇运动可以显著降低心梗大鼠心肌TNF-α表达(P<0.01),升高IL-10表达(P<0.01)。表明,心梗大鼠心肌炎症反应增加,间歇运动可显著抑制心梗大鼠心肌炎症反应。(5)间歇运动激活心梗大鼠心肌AKT/SIRT1信号通路。心梗大鼠心肌AKT和p-AKT蛋白表达显著降低(P<0.01),SIRT1 mRNA和蛋白明显下降(P<0.01);间歇运动可显著提高心梗大鼠心肌AKT、p-AKT和SIRT1表达(P<0.01)。表明,间歇运动可激活大鼠心梗心肌AKT/SIRT1信号通路。(6)间歇运动激活心梗大鼠心肌miR-21/PTEN信号通路。心梗大鼠心肌miR-21和PTEN表达显著增加(P<0.01),间歇运动可进一步增加心梗大鼠心肌miR-21表达(P<0.01),显著抑制PTEN表达(P<0.01)。表明,心梗心肌miR-21/PTEN信号通路显著激活,间歇运动可大幅度激活大鼠心梗心肌miR-21/PTEN信号通路。(7)间歇运动抑制心肌损伤特异miRNAs。心梗大鼠血液和心肌miR-208a和miR-155表达显著升高(P<0.01);间歇运动显著抑制心梗大鼠血液和心肌miR-208a和miR-155表达(P<0.01)。表明,大鼠心梗激活心肌损伤miRNAs,间歇运动可减轻心梗心脏损伤,显著改善心梗大鼠心功能。结论:(1)间歇运动激活心梗大鼠miR-21/PTEN/AKT/SIRT1信号通路,抑制心梗大鼠心肌氧化应激反应,降低心梗心脏胶原纤维容积百分比,改善心梗心脏病理性重塑,显著改善心梗大鼠心功能。(2)间歇运动激活心梗大鼠miR-21/PTEN/AKT/SIRT1信号通路,抑制心梗大鼠心肌NLRP3炎症小体表达,减少心肌促炎性因子表达,改善心梗大鼠心功能。(3)间歇运动抑制心梗大鼠心肌损伤特异性miRNAs,减轻心梗心脏损伤,显著改善心梗大鼠心功能。(4)间歇运动改善心梗心脏功能的可能机制,是通过上调心肌miR-21,激活miR-21/PTEN/AKT/SIRT1信号通路,抑制心肌氧化应激和炎症反应,改善心脏病理性重塑,显著提升心梗心功能。