综述:运动过程中miRNA-206在肌肉和中枢神经系统病理生理学中的相互作用:一把具有治疗潜力的双刃剑

《Neuroscience & Biobehavioral Reviews》:miRNA-206 in crosstalk muscle and central nervous system pathophysiology during exercise: a double-edged sword with therapeutic potential

【字体: 时间:2026年01月22日 来源:Neuroscience & Biobehavioral Reviews 7.6

编辑推荐:

  肌肉源性miR-206在运动中通过促进肌肉再生与抑制脑源性神经营养因子(BDNF)引发中枢神经系统的双重作用,其血液浓度变化与运动强度相关,并可能成为阿尔茨海默病等神经退行性疾病的治疗靶点。

  
阿米尔·穆罕默德·马尔万迪(Amir Mohammad Malvandi)|劳拉·杰罗萨(Laura Gerosa)|保拉·马罗尼(Paola Maroni)|玛丽亚·埃马努埃拉·奥兰多(Maria Emanuela Orlando)|阿巴斯·穆罕默迪普尔(Abbas Mohammadipour)|乔瓦尼·隆巴迪(Giovanni Lombardi)
意大利米兰Galeazzi-Sant’Ambrogio医院IRCCS实验生物化学与先进诊断实验室,邮编20157

摘要

体力活动会触发骨骼肌中的复杂分子反应,越来越多的证据表明肌肉来源的微小RNA(myomiRs)在全身信号传导中起着重要作用。其中,miR-206因其双重功能而受到关注:它既能促进肌肉再生,又可能对中枢神经系统(CNS)造成损害。本文综述了运动过程中miR-206的表达调控机制及其对肌肉生物学的影响,如肌纤维类型的分化、线粒体变化以及神经肌肉接头(NMJ)的修复。同时探讨了高水平的miR-206在中枢神经系统中的矛盾效应——它靶向脑源性神经营养因子(BDNF),从而降低神经可塑性并增加患神经精神和神经退行性疾病的风险。研究还强调了miR-206在特定疾病中的有害作用,例如阿尔茨海默病、中风和抑郁症,但在肌萎缩侧索硬化症(ALS)中可能具有保护作用。我们讨论了miR-206作为生物标志物和治疗靶点的潜力,并强调了组织特异性调控方法的重要性。总体而言,miR-206在肌肉与大脑的通信中起着关键作用,对运动、衰老和中枢神经系统疾病具有重要的意义。

引言

运动被广泛认为是人类健康的重要调节因素,对心血管健康、代谢稳态、免疫功能和心理健康有显著影响(Pedersen, 2019)。虽然适度运动具有明确的好处,但剧烈或不习惯的体力活动(如离心训练或过度训练)可能导致肌肉损伤、炎症和全身应激反应,包括对中枢神经系统的影响(Braskie et al., 2014)。
近年来,运动期间和之后骨骼肌释放的分子信号的作用越来越受到关注(Kirk et al., 2025, Malvandi et al., 2025)。在这些信号中,微小RNA(miRs)已成为关键的调节因子和信使。miRs是短的非编码RNA,在转录后水平上精细调节基因表达,几乎参与所有生物过程,包括细胞分化、应激反应和细胞间通信(Malvandi et al., 2024)。
重要的是,miRs在肌肉收缩和损伤后释放到血液循环中,不仅在局部肌肉组织中发挥作用,还作为系统介导因子影响远端器官,包括大脑。大约70%的已知miRs在中枢神经系统表达,它们调节神经发生、突触可塑性和神经元存活。因此,miRs构成了连接运动与中枢神经生物学过程的分子桥梁(Malvandi et al., 2022, Rezaee et al., 2023)。
在响应运动的miRs中,miR-206因其在中枢神经系统生物学和神经调节中的双重作用而脱颖而出。最初由于其在肌肉中的特异性表达而被鉴定为myomiR,miR-206调控肌生成分化、卫星细胞活性和肌肉再生(Malvandi et al., 2024)。然而,越来越多的证据表明miR-206也参与脑源性神经营养因子(BDNF)的调节,而BDNF对中枢神经系统健康至关重要(Shrestha et al., 2019)。运动诱导的miR-206上调可能在无意中抑制BDNF水平,从而将周围压力与中枢神经系统的脆弱性或功能障碍联系起来。
本文探讨了剧烈运动诱导miR-206产生的分子机制、其在肌肉和大脑中的作用,以及减轻其对中枢神经系统不良影响的治疗或预防策略。特别关注了miR-206作为肌肉来源的应激信号作用于中枢神经系统、损害神经可塑性和引发炎症的假设,以及可能导致的运动相关神经认知后果。

部分内容摘要

miR-206在肌肉生理学中的作用

2004年,miR-206作为典型的myomiRs家族成员被发现——与miR-1和miR-133a一起,它们在骨骼肌和心肌组织中的表达具有进化保守性(Sempere et al., 2004)。后续研究揭示了miR-206在骨骼肌中的特异性表达,使其在功能和空间上与其myomiR同类不同(Kim et al., 2006)。这种特异性突显了其关键作用

体力活动与miR-206

无论是急性还是慢性运动都会在细胞和系统水平上动态影响miR-206的水平(Malvandi et al., 2024)。剧烈或长时间运动后,其循环水平会暂时升高,并随着训练逐渐适应。鉴于miR-206的靶点可能对细胞功能产生负面影响及其对代谢/能量途径的调控作用,循环miR-206的分子作用不仅限于生物标志物的用途:它还积极参与多种生理过程

BDNF和突触功能:miR-206在中枢神经系统中的作用

除了其在肌肉中的特异性作用外,循环中的miR-206还可能作为信使分子影响其他系统。临床前研究表明,miR-206可能有助于维持神经肌肉接头(NMJ)并提供神经保护,因为它能够调节神经组织中的BDNF和HDAC4。这些系统相互作用在衰老、肌肉减少症或神经退行性疾病中尤为有趣,因为这些情况下体力活动部分通过肌肉来源的信号发挥保护作用。
BDNF是

miR-206的治疗/生物标志物潜力

在阿尔茨海默病(AD)中,抗miR-206已被证明可以逆转由过量miR-206引发的一些最具破坏性的分子级联反应。miR-206靶向BDNF mRNA的3′-UTR区域,导致其转录后抑制。BDNF水平下降会损害突触可塑性、树突棘的维持和记忆巩固。在鼠模型中,鼻内给予AM206可以恢复海马体和前额叶皮层的BDNF水平(Lee et al., 2012a)。这种BDNF的上调

结论与未来展望

miR-206正成为肌肉与大脑通信的关键中介,整合了运动过程中的机械、代谢和炎症信号。然而,其作用非常复杂:虽然它促进神经肌肉再生和肌肉适应运动负荷,但其在中枢神经系统中的升高却与不利影响相关,主要通过抑制BDNF来实现,而BDNF是神经发生、突触可塑性和神经元存活的关键因素。miR-206的这种矛盾性质——

未引用的参考文献

(Feigin et al. (2024))

致谢

本研究得到了意大利卫生部和IRCCS Istituto Ortopedico Galeazzi的Ricerca Corrente项目的资助。穆罕默迪普尔教授(Prof Mohammadipour)获得了马什哈德医科大学(Mashhad University of Medical Sciences)的资助。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 搜索
  • 国际
  • 国内
  • 人物
  • 产业
  • 热点
  • 科普

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号