張憲亮 徐波 鄧玉強(qiáng)，2 賀強(qiáng) 錢帥偉

1青少年健康評價(jià)與運(yùn)動(dòng)干預(yù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 華東師范大學(xué) （上海 200241）

2南通大學(xué)體育科學(xué)學(xué)院

3煙臺(tái)大學(xué)體育學(xué)院

成年神經(jīng)發(fā)生（adult neurogenesis）是指成年后，哺乳動(dòng)物某些腦區(qū)還能夠生成新的內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞，并轉(zhuǎn)化成功能性神經(jīng)元加入到現(xiàn)有的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)回路中，最終整合到成年腦的結(jié)構(gòu)和功能中的過程，其主要分布在側(cè)腦室的室管膜下區(qū) （the subventricular zone of the lateral ventricle，SVZ） 和海馬齒狀回的顆粒下層（the subgranular zone of the hippocampal dentate gyrus，SGZ）。 SVZ產(chǎn)生3型祖細(xì)胞（成神經(jīng)細(xì)胞），并沿著遷移流遷移到嗅覺中樞，整合到嗅覺回路；而SGZ產(chǎn)生顆粒細(xì)胞，并在神經(jīng)回路中進(jìn)行功能性整合，形成新的突觸聯(lián)系，與學(xué)習(xí)記憶密切相關(guān)[1]。正常生理?xiàng)l件下，神經(jīng)發(fā)生處于一個(gè)相對平衡狀態(tài)，以維持神經(jīng)元功能穩(wěn)定以及腦功能健康。但運(yùn)動(dòng)、衰老、豐富環(huán)境和應(yīng)激等因素會(huì)引起神經(jīng)發(fā)生的改變[2]。一般來說，適宜的運(yùn)動(dòng)可促進(jìn)成年海馬齒狀回SGZ神經(jīng)干細(xì)胞的增殖、存活和分化，提高學(xué)習(xí)記憶能力，維持腦健康[3]。那么，運(yùn)動(dòng)是如何影響成年大腦神經(jīng)發(fā)生過程呢？其生物學(xué)機(jī)制又如何呢？

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，新生神經(jīng)元的產(chǎn)生受到細(xì)胞間相互作用和某些信號(hào)通路的影響。不管是通過降低神經(jīng)發(fā)生速率使神經(jīng)元產(chǎn)生過少，還是通過抑制細(xì)胞凋亡使神經(jīng)元產(chǎn)生過多，都會(huì)損害海馬學(xué)習(xí)記憶能力。因此，成年海馬的神經(jīng)發(fā)生必須受到精確調(diào)控[4]。機(jī)體通過哪一信號(hào)通路整合各種刺激，精確調(diào)控神經(jīng)發(fā)生以滿足機(jī)體的需求仍不清楚。但新生神經(jīng)元的存活以及形態(tài)的成熟都涉及到cAMP反應(yīng)元件結(jié)合蛋白（cyclic-AMP response binding protein，CREB）。據(jù)此，本文將運(yùn)動(dòng)、CREB以及神經(jīng)發(fā)生的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 CREB與神經(jīng)發(fā)生

CREB是真核細(xì)胞內(nèi)核轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)因子，受多種因素激活，進(jìn)而調(diào)控靶基因轉(zhuǎn)錄。它是由一段30bp左右的DNA片段構(gòu)成的cAMP應(yīng)答序列，這段序列含有高度保守的5’-TGACGTCA-3’的8堿基回文結(jié)構(gòu)，主要存在于基因的啟動(dòng)子與增強(qiáng)子上。CREB信號(hào)通路的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是CREB磷酸化。免疫組化實(shí)驗(yàn)證實(shí)，CREB信號(hào)通路在神經(jīng)發(fā)生中的作用主要由磷酸化的CREB（pCREB）調(diào)控。海馬SGZ區(qū)產(chǎn)生的絕大多數(shù)新生未成熟神經(jīng)元都伴隨有CREB磷酸化[5，6]。 Jagasia等[6]發(fā)現(xiàn)，成年海馬齒狀回新生顆粒細(xì)胞從產(chǎn)生后的3～21天一直伴有CREB磷酸化，且pCREB的免疫活性伴隨著DCX（doublecortin+，主要用于標(biāo)記未成熟的新生神經(jīng)細(xì)胞）的表達(dá)，隨著顆粒細(xì)胞的成熟，DCX的表達(dá)減少，pCREB也隨之下調(diào)。

目前，通過各種方法已經(jīng)檢測到CREB信號(hào)通路在成年動(dòng)物腦內(nèi)神經(jīng)發(fā)生中的作用。磷酸二酯酶-4（phosphodiesterase 4，PDE-4）抑制劑激活了成年腦內(nèi)的CREB信號(hào)通路，促進(jìn)齒狀回神經(jīng)干細(xì)胞增殖，新生神經(jīng)元存活以及樹突分支[7]。 Giachino等[8]在敲除了CREB的轉(zhuǎn)基因鼠中發(fā)現(xiàn)新生顆粒細(xì)胞減少，說明CREB信號(hào)在成年新生神經(jīng)元的存活中起了關(guān)鍵作用。以上研究說明CREB信號(hào)通路可調(diào)節(jié)成年神經(jīng)發(fā)生，然而CREB信號(hào)通路是直接調(diào)控干細(xì)胞還是通過其它分子機(jī)制起作用，目前仍不清楚。

2 運(yùn)動(dòng)與神經(jīng)發(fā)生

成年海馬神經(jīng)發(fā)生受到外源性和內(nèi)源性因素的共同調(diào)控。1997年，Kempermann等[9]首先發(fā)現(xiàn)豐富環(huán)境可促進(jìn)成年海馬神經(jīng)發(fā)生，同時(shí)提高了海馬依賴的空間學(xué)習(xí)記憶能力。豐富環(huán)境包含運(yùn)動(dòng)、社會(huì)交往、學(xué)習(xí)訓(xùn)練及身體活動(dòng)等多個(gè)因素。為了確定具體哪個(gè)因素在成年海馬神經(jīng)發(fā)生中具有關(guān)鍵作用，van Praag等[10]把各個(gè)因素剝離出來，將小鼠分為運(yùn)動(dòng)、學(xué)習(xí)、豐富環(huán)境及對照組，發(fā)現(xiàn)只有運(yùn)動(dòng)組小鼠海馬齒狀回神經(jīng)干細(xì)胞增殖及存活能力增強(qiáng)、空間記憶能力提高。Ehninger等[11]將小鼠分為豐富環(huán)境組及不含跑輪的豐富環(huán)境組，發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)對神經(jīng)發(fā)生具有更明顯的促進(jìn)作用。Kobilo等[12]驗(yàn)證了Ehninger的研究，將C57BL/6雌性小鼠分為對照組、跑輪組、豐富環(huán)境組及不含跑輪的豐富環(huán)境組，發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)在促進(jìn)海馬神經(jīng)發(fā)生及增加BDNF表達(dá)上起了關(guān)鍵作用。

運(yùn)動(dòng)可促進(jìn)成年腦內(nèi)神經(jīng)發(fā)生。一些研究發(fā)現(xiàn)，不管是被動(dòng)運(yùn)動(dòng)還是主動(dòng)運(yùn)動(dòng)均可促進(jìn)成年海馬神經(jīng)發(fā)生。Kim等[13]研究了1周強(qiáng)制性跑臺(tái)訓(xùn)練對SD大鼠（5周齡）神經(jīng)發(fā)生的影響。結(jié)果表明，中、低強(qiáng)度訓(xùn)練均可顯著增加大鼠海馬齒狀回5-溴-2-脫氧尿苷陽性（BrdU+）細(xì)胞的數(shù)量。Lou等[14]的研究也發(fā)現(xiàn)，低、中強(qiáng)度跑臺(tái)訓(xùn)練能促進(jìn)大鼠（5周齡）海馬神經(jīng)發(fā)生和相關(guān)基因表達(dá)。Synder等[15]探討了自主運(yùn)動(dòng)對6周齡小鼠新生神經(jīng)細(xì)胞存活和功能性整合的作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)12天自主運(yùn)動(dòng)增加了海馬齒狀回SGZ區(qū)新生細(xì)胞數(shù)量，提示自主運(yùn)動(dòng)促進(jìn)了新生神經(jīng)細(xì)胞的功能性整合。Mustroph等[16]將C57BL/6雄性小鼠分為對照組、跑輪運(yùn)動(dòng)組、豐富環(huán)境組和豐富環(huán)境+跑輪組。32天后進(jìn)行Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)，并采用BrdU+/NeuN+雙標(biāo)記新生神經(jīng)元。結(jié)果顯示，跑輪組和豐富環(huán)境+跑輪組BrdU+/NeuN+的陽性細(xì)胞顯著增加，學(xué)習(xí)記憶能力顯著提高，提示跑輪運(yùn)動(dòng)促進(jìn)了大腦神經(jīng)發(fā)生，提高學(xué)習(xí)記憶能力。以上實(shí)驗(yàn)表明，被動(dòng)運(yùn)動(dòng)與主動(dòng)運(yùn)動(dòng)均能誘導(dǎo)成年海馬神經(jīng)發(fā)生，且適宜的運(yùn)動(dòng)不僅在數(shù)量上，還在質(zhì)量上影響神經(jīng)發(fā)生。

運(yùn)動(dòng)也可抑制由年齡增加引起的神經(jīng)發(fā)生水平下降[17，18]。Lafenêtre等[18]發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)抑制了由年齡增加引起的海馬神經(jīng)細(xì)胞增殖的減少，增加新生顆粒細(xì)胞的產(chǎn)生，老年小鼠神經(jīng)發(fā)生水平明顯低于成年小鼠。最近研究發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)還可促進(jìn)AD模型鼠的神經(jīng)發(fā)生，提高認(rèn)知功能[19，20]。跑輪運(yùn)動(dòng)減少了AD轉(zhuǎn)基因鼠（過表達(dá)APP695swe）的Aβ沉積，改善其空間記憶能力[19]。Rodriguez等[20]發(fā)現(xiàn)，AD轉(zhuǎn)基因鼠神經(jīng)發(fā)生水平下降，但是運(yùn)動(dòng)后神經(jīng)發(fā)生水平得以提高。因此，運(yùn)動(dòng)不僅可促進(jìn)成年鼠神經(jīng)發(fā)生，還可抑制由年齡增加或AD等因素造成的神經(jīng)發(fā)生水平的降低。

3 CREB在運(yùn)動(dòng)依賴的神經(jīng)發(fā)生中的作用

適宜的運(yùn)動(dòng)不僅可以促進(jìn)海馬齒狀回SGZ神經(jīng)發(fā)生，還可影響新生神經(jīng)元的成熟過程。Luo等[21]在小鼠腦缺血造模后令其進(jìn)行自主跑輪運(yùn)動(dòng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)可促進(jìn)腦缺血小鼠海馬齒狀回新生顆粒細(xì)胞的產(chǎn)生，同時(shí)CREB磷酸化水平上調(diào)，改善了腦缺血造成的學(xué)習(xí)記憶能力下降。Thakker等[22]發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)了CREB的磷酸化水平，促進(jìn)新生神經(jīng)元的產(chǎn)生及存活。Huang等[23]發(fā)現(xiàn)自主跑輪運(yùn)動(dòng)后，成年海馬齒狀回新生神經(jīng)元細(xì)胞存活能力增強(qiáng)，同時(shí)伴隨著齒狀回內(nèi)CREB磷酸化水平升高。因此，運(yùn)動(dòng)依賴的神經(jīng)發(fā)生伴隨著CREB的磷酸化。CREB作為一種細(xì)胞核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子，可通過自身磷酸化修飾調(diào)節(jié)下游靶基因的轉(zhuǎn)錄。CREB能整合Ca2+、cAMP及生長因子等信號(hào)，是細(xì)胞內(nèi)多條信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的集聚點(diǎn)。Ca2+、cAMP及生長因子等可誘導(dǎo)CREB的磷酸化，磷酸化的CREB與cAMP反應(yīng)元件 （cAMP response element，CRE）結(jié)合，與輔助激活因子CREB結(jié)合蛋白（CREB-binding protein，CBP）及p300（一種基因編碼的核蛋白）一起在共激活因子作用下，調(diào)控下游靶基因的轉(zhuǎn)錄。同時(shí)，CRE序列中CpG的甲基化可抑制其與CREB結(jié)合；miRNA也可改變RNA結(jié)合蛋白的位置，按順序結(jié)合CBP/p300，抑制CBP/p300活性；DNA甲基化及miRNA都可以直接作用于CREB轉(zhuǎn)錄后的目的基因表達(dá)，共同調(diào)控成年神經(jīng)發(fā)生（圖1）。

3.1 運(yùn)動(dòng)通過pCREB調(diào)節(jié)神經(jīng)發(fā)生

圖1 CREB各階段與神經(jīng)發(fā)生

Suijo等[24]研究發(fā)現(xiàn)，14天自主運(yùn)動(dòng)后小鼠海馬內(nèi)腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子 （brain-derived neurotrophic factor，BDNF）、CREB上調(diào)，mTOR及p70S6K磷酸化水平提高，并且海馬神經(jīng)發(fā)生能力增強(qiáng)。Lee等[25]研究發(fā)現(xiàn)自主運(yùn)動(dòng)提高了大鼠海馬內(nèi)BDNF、CREB、p-CREB的蛋白水平。運(yùn)動(dòng)通過CREB的磷酸化調(diào)節(jié)成年海馬神經(jīng)發(fā)生，同時(shí)伴隨著BDNF蛋白水平升高，說明運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)神經(jīng)發(fā)生的機(jī)制可能與CREB的磷酸化及BDNF蛋白表達(dá)有關(guān)。海馬內(nèi)BDNF的快速增加會(huì)短暫激活TrkB導(dǎo)致CREB的磷酸化，而BDNF的漸進(jìn)性增強(qiáng)會(huì)持續(xù)性激活TrkB受體并使CREB持續(xù)性磷酸化[26]。急性和漸進(jìn)性增加BDNF對CREB磷酸化產(chǎn)生了不同的結(jié)果，說明CREB的磷酸化可能是由BDNF的改變引起的。BDNF蛋白高表達(dá)會(huì)激活絲裂原活化蛋白激酶 （mitogen activated protein kinase，MAPK），從而促進(jìn)CREB在133位點(diǎn)磷酸化[27]。同時(shí)，運(yùn)動(dòng)可顯著提高BDNF水平。因此，運(yùn)動(dòng)可能提高了BDNF表達(dá)水平，通過TrkB受體，作用于MAPK途徑，促使CREB在133位點(diǎn)磷酸化，促進(jìn)海馬神經(jīng)發(fā)生。此外，與神經(jīng)發(fā)生相關(guān)的生長因子還包括VEGF、IGF-1等，運(yùn)動(dòng)促進(jìn)神經(jīng)發(fā)生的同時(shí)伴隨著VEGF[28]、IGF-1[29]表達(dá)增加。

Ma等[30]發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)后5-HT1A受體、CREB的表達(dá)上調(diào)。運(yùn)動(dòng)首先激活了海馬5-HT系統(tǒng)，促進(jìn)5-HT合成和5-HT1A受體表達(dá)增加，神經(jīng)傳遞功能增強(qiáng)。由于5-HT1A受體是G蛋白偶聯(lián)受體 （G-proteincoupled receptors，GPCRs），通過G 蛋白偶聯(lián)使cAMP環(huán)化酶活性升高，接著cAMP水平升高，進(jìn)而激活PKA，后者在133位點(diǎn)磷酸化CREB，促使下游靶基因轉(zhuǎn)錄。同時(shí)，5-HT、去甲腎上腺素、多巴胺等神經(jīng)遞質(zhì)通過GPCRs介導(dǎo)的信號(hào)通路調(diào)節(jié)成年神經(jīng)發(fā)生[31]。因此，運(yùn)動(dòng)后5-HT、多巴胺等神經(jīng)遞質(zhì)通過GPCRs，促使腺苷酸環(huán)化酶 （adenylate cyclase，AC）生成cAMP，cAMP激活PKA，轉(zhuǎn)移到核內(nèi)使CREB磷酸化，調(diào)控神經(jīng)發(fā)生。

在成年海馬齒狀回新生顆粒細(xì)胞內(nèi)發(fā)現(xiàn)了NMDA受體的激活[32]，而敲除NMDA受體的成神經(jīng)細(xì)胞出現(xiàn)死亡[33]。這提示，NMDA受體與神經(jīng)發(fā)生密切相關(guān)。Lou等[14]發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)促進(jìn)神經(jīng)發(fā)生，并提高了海馬NMDAR1 mRNA水平。 Real等[34]將大鼠分為3天、7天、15天、30天運(yùn)動(dòng)組及對照組，免疫組化檢測AMPA受體亞基GluR1、GluR2/3的變化，發(fā)現(xiàn)30天運(yùn)動(dòng)后GluR1、GluR2/3表達(dá)增加，運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)腦的可塑性增強(qiáng)。NMDA受體、AMPA受體激活后，胞內(nèi)Ca2+增加，激活了鈣調(diào)激酶 （CaMK），CaMKIV是CREB在133位點(diǎn)磷酸化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，而CaMKⅡ可使CREB在142/143位點(diǎn)磷酸化。同時(shí)，Ca2+還可通過第二信使cAMP促使CREB在133位點(diǎn)磷酸化。因此，運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)神經(jīng)發(fā)生的機(jī)制可能是運(yùn)動(dòng)上調(diào)了NMDAR、AMPAR的表達(dá)。同時(shí)，適宜的運(yùn)動(dòng)可使谷氨酸在正常范圍內(nèi)升高，與其受體結(jié)合，促使Ca2+通道打開，Ca2+濃度增加，激活CaMK或cAMP，調(diào)節(jié)CREB的磷酸化，調(diào)控神經(jīng)發(fā)生。豐富性環(huán)境小鼠海馬神經(jīng)祖細(xì)胞增殖的同時(shí)，其海馬組織中CaMK和CREB的表達(dá)量也顯著增加，證實(shí)了CaMK/CREB表達(dá)增加可能在豐富環(huán)境介導(dǎo)的神經(jīng)發(fā)生中起重要作用。

以上研究表明，運(yùn)動(dòng)可通過CREB上游分子（如BDNF等營養(yǎng)因子介導(dǎo)的MAPK途徑、5-HT介導(dǎo)的cAMP/PKA/CREB信號(hào)通路、Ca2+介導(dǎo)的Ca2+/CaMK通路）促進(jìn)CREB磷酸化，調(diào)控神經(jīng)發(fā)生（圖2）。

圖2 運(yùn)動(dòng)對CREB磷酸化水平的調(diào)控

3.2 運(yùn)動(dòng)通過共激活因子調(diào)節(jié)神經(jīng)發(fā)生

CREB的轉(zhuǎn)錄水平依賴于CBP/p300等的募集。CBP/p300是一種組蛋白乙?；D(zhuǎn)移酶，可促進(jìn)核小體上組蛋白乙?；谷旧w結(jié)構(gòu)松散，從而更有利于轉(zhuǎn)錄因子、RNA聚合酶與DNA的結(jié)合。CREB磷酸化后，必須與CRE結(jié)合，在CBP/p300的共同作用下才能發(fā)揮作用。影響CRE位點(diǎn)及CBP/p300募集的共激活因子包括CREB活性調(diào)節(jié)傳導(dǎo)子 （transducers of regulated CREB activity ，TORC）、TOX3、神經(jīng)細(xì)胞特異性轉(zhuǎn)錄因子4（LIM domain only4，LMO4）、下游監(jiān)管元素拮抗劑調(diào)制器（Downstream regulatory element antagonist modulator，DREAM）和鈣反應(yīng)激活因子（Calcium responsive transactivator，CREST）、 血清效應(yīng)因子（serum response factor，SRF）等。 運(yùn)動(dòng)可能通過影響這些共激活因子調(diào)控神經(jīng)發(fā)生。

TORC1在成年腦內(nèi)神經(jīng)發(fā)生及突觸可塑性中起重要作用。磷酸化的TORC1沒有轉(zhuǎn)錄活性，Ca2+和cAMP可調(diào)節(jié)TORC1去磷酸化，從而調(diào)節(jié)海馬神經(jīng)元發(fā)生[35]。Ca2+水平增加，激活了鈣調(diào)磷酸酶的活性，后者可使磷酸化的TORC1去磷酸化，從而激活CREB的轉(zhuǎn)錄。運(yùn)動(dòng)上調(diào)了谷氨酸水平，增加胞內(nèi)Ca2+濃度，且運(yùn)動(dòng)激活GPCR，使cAMP表達(dá)增加[30]。因此，運(yùn)動(dòng)后Ca2+濃度及cAMP增加，介導(dǎo)TORC1的去磷酸化，TORC1去磷酸化后被轉(zhuǎn)運(yùn)至核內(nèi)，結(jié)合CREB，促進(jìn)CBP/p300的募集，作用于靶基因，引起腦內(nèi)神經(jīng)發(fā)生。

運(yùn)動(dòng)后NDMA、AMPA受體激活以及谷氨酸水平上升均能引起Ca2+內(nèi)流[14，34]。 目前在Ca2+介導(dǎo)的CREB信號(hào)通路中發(fā)現(xiàn)了許多轉(zhuǎn)錄因子。TOX3是一種快速移動(dòng)的盒蛋白，在CREB與CBP結(jié)合后起作用，激活神經(jīng)元內(nèi)相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄。敲除TOX3的小鼠神經(jīng)元內(nèi)，CREB介導(dǎo)的c-fos活性降低。并且TOX3的轉(zhuǎn)錄與CRE位點(diǎn)密切相關(guān)。有學(xué)者提出TOX3可能通過結(jié)合小溝和彎曲DNA，使CREB與CBP結(jié)合物靠近轉(zhuǎn)錄位點(diǎn)，從而促進(jìn)轉(zhuǎn)錄[36]。LMO4在齒狀回及嗅覺系統(tǒng)等成年腦內(nèi)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)中高度表達(dá)，可調(diào)節(jié)軸突發(fā)育以及控制丘腦皮層模式和神經(jīng)元密度[37]。Ca2+的流動(dòng)激活了MAPK和CaMKIV，上調(diào)LMO4，促進(jìn)神經(jīng)元轉(zhuǎn)錄；同時(shí)LMO4也可被PKA通路激活。DREAM和CREST抑制CREB的轉(zhuǎn)錄。DREAM和CREB結(jié)合后抑制CBP的募集，Ca2+內(nèi)流時(shí)，DRE釋放出DREAM，抑制作用消除。總之，DREAM蛋白的減少促使CREB介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)錄增加，抵制神經(jīng)元降解。CREST結(jié)合CREB后抑制皮質(zhì)及海馬神經(jīng)元樹突發(fā)育[38]。因此，運(yùn)動(dòng)引起Ca2+內(nèi)流，上調(diào)了TOX3、LMO4，下調(diào)了DREAM、CREST，促進(jìn)CBP的募集，激活神經(jīng)元內(nèi)相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄，調(diào)節(jié)神經(jīng)發(fā)生。

SRF在海馬齒狀回顆粒細(xì)胞發(fā)生以及早期未成熟神經(jīng)元遷移中起重要作用[39]。生長因子、神經(jīng)營養(yǎng)因子以及神經(jīng)元的活性可通過MAPKs、鈣調(diào)激酶、Rho/肌動(dòng)蛋白等信號(hào)通路，激活SRF或SRF輔助因子（包括MRTF、TCF），促使SRF與CREB結(jié)合，調(diào)節(jié)下游c-fos基因[40]。同時(shí)，大量實(shí)驗(yàn)已證實(shí)運(yùn)動(dòng)可上調(diào)BDNF、VEGF、IGF-1的表達(dá)[24，28，29]，因此，運(yùn)動(dòng)還可能通過生長因子、營養(yǎng)因子等調(diào)節(jié)SRF，促進(jìn)未成熟神經(jīng)元遷移，神經(jīng)顆粒細(xì)胞存活。

3.3 運(yùn)動(dòng)通過表觀遺傳修飾調(diào)節(jié)神經(jīng)發(fā)生

表觀遺傳修飾可影響基因轉(zhuǎn)錄活性，但并不引起基因序列改變，包括DNA甲基化、miRNA的調(diào)控等。DNA甲基化和miRNA可調(diào)節(jié)CREB信號(hào)通路。CRE序列中含有CpG結(jié)構(gòu)，可被DNA甲基化，CpG的甲基化可抑制其與CREB結(jié)合[41]。神經(jīng)元活性可調(diào)節(jié)DNA甲基化，說明新生神經(jīng)元可通過調(diào)節(jié)DNA的甲基化來激活CREB目的基因。CREB可與甲基CpG結(jié)合蛋白2 （methyl-CpG-binding protein 2，MeCP2）相互作用。MeCP2與甲基化的CpGs結(jié)合，募集抑制因子，改變?nèi)旧w結(jié)構(gòu)。然而有研究顯示，MeCP2也可募集輔助因子，激活CREB特殊目的基因的轉(zhuǎn)錄[42]。MeCP2活性受到絲氨酸殘基磷酸化以及去磷酸化的影響。神經(jīng)元活性以及Ca2+的內(nèi)流會(huì)激活CaMKII介導(dǎo)的MeCP2在Ser421的磷酸化，促進(jìn)樹突的形成和棘突的成熟[43]。BDNF是CREB的目的基因之一，有效的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可降低BDNF基因啟動(dòng)子區(qū)域甲基化水平，加強(qiáng)BDNF基因轉(zhuǎn)錄，從而提高海馬BDNF mRNA水平[44]。BDNF對于神經(jīng)發(fā)生的促進(jìn)效應(yīng)已經(jīng)得到證實(shí)。因此，運(yùn)動(dòng)可能通過降低DNA甲基化水平改善CREB目的基因BDNF的表達(dá)來影響神經(jīng)發(fā)生。

miRNA是一類約有19～23個(gè)核苷酸大小的mRNA，主要通過RNA降解或翻譯抑制來抑制mRNA的表達(dá)。有研究發(fā)現(xiàn)，某些miRNA（miR-132，miR-134等）在成年神經(jīng)發(fā)生中調(diào)控干細(xì)胞存活、分化。CREB可通過miR-132和MeCP2調(diào)節(jié)神經(jīng)元形態(tài)[45]，而miR-134也可調(diào)節(jié)CREB轉(zhuǎn)錄后基因表達(dá)[46]。運(yùn)動(dòng)可通過調(diào)節(jié)肌肉特異性miRNA來調(diào)節(jié)肌細(xì)胞增殖分化，調(diào)控肌細(xì)胞發(fā)育。那么，運(yùn)動(dòng)是否通過miRNA調(diào)控神經(jīng)發(fā)生呢？研究發(fā)現(xiàn)，BDNF通過TrkB/mTOR通路抑制miR-134促進(jìn)Limk1的合成。敲除miR-134的大鼠海馬神經(jīng)元棘突的長度及寬度增加[47]。而且抑制miR-134會(huì)誘導(dǎo)CREB的活性[46]，因此，運(yùn)動(dòng)可能通過BDNF抑制miR-134，增強(qiáng)CREB活性，調(diào)節(jié)神經(jīng)發(fā)生。

4 小結(jié)與展望

運(yùn)動(dòng)不僅可促進(jìn)成年鼠海馬神經(jīng)發(fā)生，還可抑制由年齡增加、AD等導(dǎo)致的神經(jīng)發(fā)生的下降。并且成年海馬齒狀回神經(jīng)發(fā)生一直伴隨著CREB的磷酸化，說明運(yùn)動(dòng)可能通過CREB調(diào)控成年海馬神經(jīng)發(fā)生。 CREB磷酸化受到cAMP/PKA、Ca2+/CaMK、MAPK等通路調(diào)節(jié)，多種共激活因子（TORC、TOX3、LMO-4、SRF）可促進(jìn)pCREB募集更多的CBP/p300，提高CREB基因轉(zhuǎn)錄水平，DNA甲基化、miRNA可直接作用于CREB靶基因，影響其表達(dá)。因此，運(yùn)動(dòng)對CREB的調(diào)控涉及到CREB磷酸化的調(diào)控、共激活因子對CREB轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控及CREB目的基因的調(diào)控。而運(yùn)動(dòng)通過哪一階段調(diào)控CREB，從而調(diào)節(jié)神經(jīng)發(fā)生，目前并不明確。現(xiàn)有的研究僅集中于運(yùn)動(dòng)影響CREB上游的BDNF等分子來調(diào)節(jié)神經(jīng)發(fā)生。運(yùn)動(dòng)是否可通過某個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路來影響CREB的磷酸化從而調(diào)節(jié)神經(jīng)發(fā)生，是否可通過營養(yǎng)因子、Ca2+等影響CREB相關(guān)的共激活因子來調(diào)節(jié)CREB的轉(zhuǎn)錄，是否可影響DNA甲基化或某些miRNA來影響CREB目的基因的轉(zhuǎn)錄，從而調(diào)節(jié)神經(jīng)發(fā)生，這些問題在今后的研究中仍需進(jìn)一步探索。

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