賀 強(qiáng)，丁樹(shù)哲

（1.華東師范大學(xué)“青少年健康評(píng)價(jià)與運(yùn)動(dòng)干預(yù)”教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海200241；2.華東師范大學(xué)體育與健康學(xué)院，上海200241）

MicroRNA在運(yùn)動(dòng)適應(yīng)中的作用

賀 強(qiáng)1，2，丁樹(shù)哲1

（1.華東師范大學(xué)“青少年健康評(píng)價(jià)與運(yùn)動(dòng)干預(yù)”教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海200241；2.華東師范大學(xué)體育與健康學(xué)院，上海200241）

肌肉力量和耐力是骨骼肌功能的體現(xiàn)，高水平運(yùn)動(dòng)員需要較高水平的骨骼肌做功能力，需要依據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)不斷地進(jìn)行抗阻練習(xí)和耐力訓(xùn)練。專(zhuān)項(xiàng)訓(xùn)練可誘導(dǎo)骨骼肌、心肌等器官在功能和代謝上產(chǎn)生相應(yīng)的適應(yīng)性變化。microRNA（miRNA）是一類(lèi)非編碼性RNA小分子，通過(guò)自身“種子序列”與靶基因3’端非翻譯區(qū)（3’－UTR）結(jié)合，抑制m RNA翻譯或降解m RNA，從而在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控基因表達(dá)，調(diào)控幾乎所有細(xì)胞生物分子事件。microRNA與骨骼肌生物學(xué)關(guān)系密切，在調(diào)控骨骼肌發(fā)育（增殖、分化）、線(xiàn)粒體生物發(fā)生、胰島素敏感性、氧化還原穩(wěn)態(tài)等過(guò)程中起重要作用。miRNA是骨骼肌運(yùn)動(dòng)適應(yīng)中的重要一環(huán)，總結(jié)了microRNA與骨骼肌生物學(xué)關(guān)系，在骨骼肌運(yùn)動(dòng)適應(yīng)中的作用，并展望了microRNA在運(yùn)動(dòng)損傷康復(fù)領(lǐng)域的應(yīng)用前景。

微小RNA；骨骼?。贿\(yùn)動(dòng)適應(yīng)；抗阻運(yùn)動(dòng)；耐力訓(xùn)練；運(yùn)動(dòng)損傷

miRNA是一類(lèi)長(zhǎng)度為18～23核苷酸的非編碼性RNA，通過(guò)其5’端的“種子序列”與靶基因的3’－UTR結(jié)合，抑制m RNA翻譯或降解，在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控基因表達(dá)［1］。在過(guò)去的10年里miRNA成為各個(gè)領(lǐng)域研究的名星分子。miRNA參與調(diào)節(jié)幾乎所有細(xì)胞分子事件，如細(xì)胞增殖、分化、凋亡、糖脂代謝，miRNA表達(dá)異?；蛉笔前┌Y、糖尿病、肥胖等多種慢性疾病的重要誘因。截至2013年6月miRBase20稱(chēng)已經(jīng)在206個(gè)物種中發(fā)現(xiàn)了30 424種miRNA。

研究發(fā)現(xiàn)一些骨骼肌特異性miRNA在調(diào)控骨骼肌增殖、分化、損傷修復(fù)中具有重要作用［2］，一部分miRNA在不同類(lèi)型運(yùn)動(dòng)引起的骨骼肌、心肌，乃至整個(gè)機(jī)體適應(yīng)性變化中起重要作用［3］。筆者綜述了骨骼肌生物學(xué)相關(guān)的miRNA及其在骨骼肌運(yùn)動(dòng)適應(yīng)中的作用，展望miRNA在肌肉運(yùn)動(dòng)損傷修復(fù)中的應(yīng)用前景。

1 microRNA的生物合成及作用機(jī)制

miRNA由基因組的不同區(qū)域編碼，約50%的miRNA來(lái)源于非編碼區(qū)，其余多數(shù)位于編碼區(qū)內(nèi)含子，僅少量由非編碼區(qū)的外顯子編碼。絕大部分miRNA經(jīng)經(jīng)典途徑產(chǎn)生（圖1）：在細(xì)胞核內(nèi)，RNA聚合酶II催化miRNA宿主基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生含有莖環(huán)發(fā)夾結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)約500～3 000 bp的pri－miRNA；隨后pri－miRNA在細(xì)胞核內(nèi)和胞漿中經(jīng)一系列酶切，成熟為單鏈miRNA。成熟的miRNA被轉(zhuǎn)移到RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合體（RISC），并引導(dǎo)RISC通過(guò)堿基互補(bǔ)作用與靶基因m RNA的3’－UTR結(jié)合，引起m RNA翻譯抑制或者降解［4］。

圖1 microRNA生物發(fā)生經(jīng)典途徑

2 microRNA的組織特異性表達(dá)

miRNA表達(dá)具有組織差異性，通常一些組織內(nèi)高表達(dá)或特異性表達(dá)某種miRNA，例如，橫紋?。ㄐ募『凸趋兰。┨禺愋员磉_(dá)miR－1，脾臟內(nèi)高表達(dá)miR－127、142a／s、151等，肝臟內(nèi)高表達(dá)miR－122a、152、194、215，腦內(nèi)則高表達(dá)miR－9、135等。其中橫紋肌特異性表達(dá)miR－1、133、206等，被命名為myomiR。myomiR家族還包括miR－208a／b、499、486［6］。大部分myomiR在心肌和骨骼肌中同時(shí)表達(dá)，其中miR－208a和miR－206分別只在心肌和骨骼肌中表達(dá)，且miR－206在慢肌中表達(dá)尤其豐富。

3 myomiR與骨骼肌發(fā)育

miR－1高表達(dá)可促進(jìn)Hela細(xì)胞生肌相關(guān)基因表達(dá)到miR－1敲除引起果蠅骨骼肌發(fā)育異常并在發(fā)育期死亡的一系列發(fā)現(xiàn)，myomiR在肌肉發(fā)育中的重要性逐漸凸顯。體內(nèi)外研究先后發(fā)現(xiàn)miR－1、133、206等myomiR通過(guò)多種轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控肌肉增殖、分化。

衛(wèi)星細(xì)胞是骨骼肌內(nèi)具有多元分化能力的間充質(zhì)干細(xì)胞，通常處于靜息狀態(tài)，損傷應(yīng)激時(shí)，衛(wèi)星細(xì)胞激活進(jìn)入細(xì)胞周期，開(kāi)始增殖、分化，最終與舊肌纖維融合，或與其他衛(wèi)星細(xì)胞融合成新肌纖維。衛(wèi)星細(xì)胞動(dòng)力學(xué)變化受一組特異性轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控，靜息時(shí)衛(wèi)星細(xì)胞表達(dá)PAX7；激活增殖時(shí)Myf5和MyoD表達(dá)上調(diào)；終末分化時(shí)Pax7表達(dá)下降，Myogenin和MRF4上調(diào)。miRNA可通過(guò)相關(guān)生肌因子調(diào)控衛(wèi)星細(xì)胞動(dòng)力學(xué)。miR－489和miR－31分別通過(guò)Dek和Myf5抑制衛(wèi)星細(xì)胞激活，維持靜息狀態(tài)［7－8］。miRNA在成肌分化過(guò)程中的作用則更為突出，miR－133a和miR－27a分別通過(guò)抑制SRF和Myostatin促進(jìn)成肌細(xì)胞增殖［9－10］，miR－206主要通過(guò)調(diào)節(jié)DNA聚合酶α亞單位p180抑制DNA合成，促進(jìn)分化，miR－1則通過(guò)HDAC4抑制卵泡抑素，進(jìn)而抑制myostatin活性，促進(jìn)成肌分化［11－12］。此外，miR－1，206和486還通過(guò)PAX7抑制增殖，促進(jìn)分化過(guò)程［13－14］。miR－133a通過(guò)下調(diào)IGF－1R促進(jìn)成肌分化［15］，通過(guò)Prdm16抑制衛(wèi)星細(xì)胞向棕色脂肪細(xì)胞分化［16］，可見(jiàn)miR－133a調(diào)控的分子事件具有環(huán)境依賴(lài)性。還有一些對(duì)成肌分化過(guò)程很重要的非myomiR，如miR－23a，125b分別通過(guò)調(diào)控Myh1／2／4和IGF－II影響成肌分化［17－18］。

myomiR的表達(dá)似乎與骨骼肌纖維類(lèi)型相關(guān)，如miR－206、208b、499在慢肌纖維中表達(dá)豐富，miR－1、133在所有肌纖維中表達(dá)一致，在快肌纖維中尚未發(fā)現(xiàn)表達(dá)特別豐富的miRNA。在豬和牛的骨骼肌中還發(fā)現(xiàn)了一些非myomiR分別在氧化型和糖酵解型肌纖維中表達(dá)豐富，如miR－885和miR－196a在快肌纖維為主的半腱肌中表達(dá)遠(yuǎn)高于慢肌纖維為主的咀嚼?。?9－20］。

4 運(yùn)動(dòng)對(duì)miRNA表達(dá)影響

運(yùn)動(dòng)可給骨骼肌帶來(lái)不同程度機(jī)械和代謝應(yīng)激，激活多種基因表達(dá)和信號(hào)通路，不同形式的運(yùn)動(dòng)可引起不同的基因表達(dá)模式和信號(hào)通路激活。這些基因表達(dá)的變化少部分可歸因于miRNA表達(dá)變化，研究顯示運(yùn)動(dòng)可改變多種組織內(nèi)miRNA表達(dá)，miRNA的表達(dá)變化可通過(guò)特定的靶基因及其介導(dǎo)的相關(guān)信號(hào)通路增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)適應(yīng)效應(yīng)。

4.1 抗阻運(yùn)動(dòng)對(duì)miRNA表達(dá)影響

抗阻運(yùn)動(dòng)是增加肌肉力量和圍度的重要鍛煉手段。協(xié)同肌廢用是常見(jiàn)的肌肉肥大模型，即手術(shù)切除協(xié)同肌，使負(fù)荷完全附加在跖肌上，導(dǎo)致跖肌顯著肥大，切除協(xié)同肌的第7天跖肌內(nèi)miR－1和miR－133表達(dá)顯著下降了約50%［21］。以70%1RM為負(fù)荷的急性抗阻訓(xùn)練可顯著降低骨骼肌pri－miR－1－2、－133a－1、－133－a－2和miR－1表達(dá)［22］。miR－1表達(dá)下降可通過(guò)胰島素樣生長(zhǎng)因子（IGF－1）調(diào)控IGF－1／PKB／AKT信號(hào)促進(jìn)心肌蛋白質(zhì)合成，促進(jìn)心肌肥大［23］。56名成年受試者進(jìn)行12周抗阻訓(xùn)練，根據(jù)瘦體重變化將其分為“高應(yīng)答組”和“低應(yīng)答組”，miR－1、133、106等17種miRNA運(yùn)動(dòng)前后表達(dá)沒(méi)有顯著變化，組間也不存在顯著性差異。但miR－378、29a、26a、451在高應(yīng)答組和低應(yīng)答組之間表達(dá)存在很大差異，其中低應(yīng)答組miR－378、29a、26a表達(dá)顯著下降，高應(yīng)答組變化不顯著，而miR－451只在低應(yīng)答組表達(dá)上調(diào)［24］。有趣的是miR－378變化與抗阻訓(xùn)練引起的骨骼肌質(zhì)量增加成正相關(guān)，miR－378的穩(wěn)定表達(dá)可能與瘦體重的維持有關(guān)，體外實(shí)驗(yàn)隨后驗(yàn)證了這一推測(cè)，miR－378靶基因?yàn)镸yoD的抑制因子—MyoR，主要促進(jìn)成肌細(xì)胞分化［25］。在耐力運(yùn)動(dòng)環(huán)境下，miR－378還通過(guò)MED13和肉毒堿乙酰轉(zhuǎn)移酶（CRAT）抑制PGC－1β介導(dǎo)的線(xiàn)粒體代謝效應(yīng)，miR－378和miR－378＊敲除可顯著提高能量消耗和線(xiàn)粒體氧化能力，抵抗高脂膳食誘導(dǎo)的肥胖［26］。可見(jiàn)低應(yīng)答組肌肉肥大程度下降可能與氧化表型有關(guān)（圖2）。

圖2 miRNA在抗阻運(yùn)動(dòng)適應(yīng)中的作用機(jī)制

4.2 耐力運(yùn)動(dòng)對(duì)miRNA表達(dá)影響

與抗阻運(yùn)動(dòng)相比，耐力運(yùn)動(dòng)主要引起骨骼肌代謝性適應(yīng)變化，包括線(xiàn)粒體生物發(fā)生、血管生成、肌纖維類(lèi)型轉(zhuǎn)化、胰島素敏感性提高等。多種miRNA表達(dá)對(duì)耐力訓(xùn)練敏感，在耐力訓(xùn)練引起的代謝適應(yīng)中發(fā)揮作用。90 min急性跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)可顯著提高小鼠股直肌miR－1，181和107表達(dá)，miR－107靶基因丙酮酸脫氫酶激酶4（PDK4）mRNA表達(dá)升高，但PDK4蛋白表達(dá)不變，提示miR－107可能是通過(guò)抑制mRNA翻譯過(guò)程調(diào)節(jié)PDK4蛋白表達(dá)［27］。PDK4可磷酸化丙酮酸脫氫酶（PDH）復(fù)合物的E1α亞單位，阻斷糖酵解產(chǎn)物進(jìn)入線(xiàn)粒體氧化，轉(zhuǎn)而促進(jìn)脂肪酸氧化代謝，有利于糖的節(jié)省化，這對(duì)于高水平長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員至關(guān)重要［28］。相反，90 min分鐘跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)后miR－23表達(dá)下降，靶基因PGC－1αmRNA和蛋白表達(dá)上調(diào)。PGC－1α共轉(zhuǎn)錄的線(xiàn)粒體生物發(fā)生標(biāo)志性基因檸檬酸合酶（CS），5－氨基酮戊酸合酶（ALAS）和細(xì)胞色素c mRNA表達(dá)也顯著上調(diào)。Aoi等［29］通過(guò)基因芯片技術(shù)篩選4周耐力運(yùn)動(dòng)變化顯著的miRNA，發(fā)現(xiàn)另一調(diào)控PGC－1α的miRNA—miR－696表達(dá)顯著下降，伴隨PGC－1α蛋白表達(dá)增多，但m RNA表達(dá)水平不變，提示miR－696可能是通過(guò)抑制mRNA翻譯過(guò)程調(diào)節(jié)PGC－1α表達(dá)。PGC－1α是骨骼肌內(nèi)重要的轉(zhuǎn)錄輔激活因子，在運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)的骨骼肌適應(yīng)中起重要作用，調(diào)控線(xiàn)粒體生物發(fā)生、血管生成、抗氧化反應(yīng)和脂肪酸氧化、糖異生、糖酵解等多種生理過(guò)程。這一研究也表明急性和長(zhǎng)期耐力運(yùn)動(dòng)時(shí)miRNA對(duì) PGC－1α的調(diào)節(jié)機(jī)制可能是不同的。Yamamoto等［30］在C2C12成肌細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)miR－494可直接調(diào)控線(xiàn)粒體轉(zhuǎn)錄因子A（mt TFA）和叉頭轉(zhuǎn)錄因子j3（Foxj3）兩個(gè)重要的線(xiàn)粒體生物發(fā)生調(diào)控因子，急性耐力游泳運(yùn)動(dòng)可顯著降低骨骼肌miR－494表達(dá)，伴隨mt TFA、Foxj3蛋白表達(dá)以及線(xiàn)粒體數(shù)量增加。游泳訓(xùn)練后大鼠比目魚(yú)肌miR－16表達(dá)顯著下降，伴隨血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）蛋白表達(dá)升高，毛細(xì)血管密度增加［31］，隨后研究證實(shí)VEGF是miR－16靶基因，與miR－15a共同在血管生成中起重要調(diào)節(jié)作用［32］。這些變化表明miRNA表達(dá)變化引起的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)在提高耐力運(yùn)動(dòng)引起的氧氣運(yùn)輸和利用中發(fā)揮不可或缺的作用（圖3）。

在人體內(nèi)，60min的蹬自行車(chē)運(yùn)動(dòng)可顯著提高股外側(cè)肌miR－1、133a表達(dá)，12周訓(xùn)練后miR－1、miR－133a／b和miR－206表達(dá)均顯著下降，同時(shí)耐力運(yùn)動(dòng)能力，VO2max和胰島素敏感性顯著提高，表明長(zhǎng)時(shí)間耐力訓(xùn)練引起的效應(yīng)與急性耐力運(yùn)動(dòng)相反［33］。Keller等［34］發(fā)現(xiàn)6周蹬自行車(chē)運(yùn)動(dòng)降低骨骼肌miR－1、133、101、455表達(dá)。可見(jiàn)miRNA表達(dá)隨運(yùn)動(dòng)環(huán)境而變化來(lái)調(diào)控運(yùn)動(dòng)引起的適應(yīng)性變化，但要想佐證miRNA與骨骼肌運(yùn)動(dòng)適應(yīng)之間存在因果關(guān)系仍需要借助于gain－of－function或loss－of－function動(dòng)物模型。

圖3 miRNA在耐力運(yùn)動(dòng)適應(yīng)中的作用機(jī)制

4.3 運(yùn)動(dòng)對(duì)心肌miRNA表達(dá)影響

氧運(yùn)輸?shù)焦趋兰∫约肮趋兰z取和利用氧的能力是決定有氧運(yùn)動(dòng)能力的重要因素。耐力運(yùn)動(dòng)不僅可以通過(guò)提高骨骼肌線(xiàn)粒體數(shù)量和線(xiàn)粒體代謝效率，促進(jìn)血管生成，從而提高骨骼肌攝取和利用氧的能力，還能通過(guò)提高心肺功能來(lái)提高氧的運(yùn)輸能力。長(zhǎng)期體育鍛煉引起以心室腔擴(kuò)大和心室壁增厚為主要標(biāo)志的運(yùn)動(dòng)型新增增大，每搏輸出量顯著高于普通人，miRNA與運(yùn)動(dòng)引起的心臟適應(yīng)中密不可分。10周低強(qiáng)度游泳引起大鼠左心室miR－1、133a／b表達(dá)下降，miR－29c表達(dá)升高，其靶基因I型膠原蛋白和III型膠原蛋白表達(dá)下降，可能與耐力運(yùn)動(dòng)引起的心室順應(yīng)性有關(guān)［35］。游泳還顯著提高大鼠左心室miR－126表達(dá)，通過(guò)調(diào)節(jié)VEGF通路抑制因子Spred－1和PI3KR2促進(jìn)血管生成?；蛐酒@示miR－27a／b在有氧運(yùn)動(dòng)后表達(dá)增加，而miR－143表達(dá)下降，二者分別通過(guò)調(diào)節(jié)血管緊張素轉(zhuǎn)化酶和血管緊張素轉(zhuǎn)化酶2參與調(diào)節(jié)左心室肥大［36］。很明顯，這些適應(yīng)有利于提高心血管功能（圖3）。

4.4 運(yùn)動(dòng)對(duì)外周miRNA表達(dá)影響

耐力運(yùn)動(dòng)還改變外周miRNA（c－miRNA）表達(dá)，分泌到血液中的miRNA很可能發(fā)揮內(nèi)分泌功能。Aaron等［37］分析了高水平運(yùn)動(dòng)員90天訓(xùn)練前、后進(jìn)行急性力竭性運(yùn)動(dòng)對(duì)血漿中與血管生成（miR－20a、221、222、328）、炎癥（miR－21、146a）、肌肉收縮（miR－21、133a）和低氧／缺血適應(yīng)（miR－21、146a、210）等相關(guān)的miRNA，發(fā)現(xiàn)急性運(yùn)動(dòng)上調(diào)c－miR－21、221、146a、222。90天有氧訓(xùn)練后除c－miR－20a下降外，其余表達(dá)水平仍較高，急性運(yùn)動(dòng)可再次上調(diào)這些cmiRNA，有意思的是c－miR－146a、20a與VO2max具有線(xiàn)性關(guān)系。此外，急性和長(zhǎng)期耐力運(yùn)動(dòng)均降低外周miR－486、miR－486可抑制促進(jìn)蛋白降解的FOXO轉(zhuǎn)錄因子和抑制蛋白合成的PTEN，c－miR－486下降很可能促進(jìn)大強(qiáng)度耐力訓(xùn)練引起的蛋白質(zhì)分解代謝［38］。c－miR－21、210、222則可能是評(píng)價(jià)有氧能力的潛在指標(biāo)［39］。c－miRNA對(duì)于評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)損傷也有一定意義，離心抗阻運(yùn)動(dòng)和馬拉松跑可顯著提高與肌肉發(fā)育有關(guān)的c－miR－133、4小時(shí)連續(xù)蹬車(chē)和馬拉松跑顯著提高與內(nèi)皮細(xì)胞損傷有關(guān)的c－miR－126［40］。以上研究表明不同方式運(yùn)動(dòng)可引起血液miRNA產(chǎn)生特異性適應(yīng)性變化，目前，c－miRNA已經(jīng)成為檢測(cè)多種癌癥的血液標(biāo)志物，c－miRNA也很有可能成為評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練狀態(tài)、運(yùn)動(dòng)能力、甚至運(yùn)動(dòng)選材的有效方法。

5 miRNA與骨骼肌損傷和修復(fù)

骨骼肌是高度可塑性組織，損傷后具有很強(qiáng)的再生／修復(fù)能力，衛(wèi)星細(xì)胞激活是肌肉再生／修復(fù)的主要機(jī)制。肌肉損傷可改變多種miRNA表達(dá)，大部分與衛(wèi)星細(xì)胞增殖、分化有關(guān)（圖4）。

研究發(fā)現(xiàn)，心臟毒素（CTX，用于誘導(dǎo)肌肉損傷）可改變骨骼肌多種miRNA表達(dá)。在CTX引起的小鼠骨骼肌損傷早期，miR－351表達(dá)升高通過(guò)抑制細(xì)胞周期抑制因子—E2F3表達(dá)，激活衛(wèi)星細(xì)胞增殖［41］。CTX注射后小鼠骨骼肌miR－206表達(dá)也顯著升高，miR－206敲除可顯著影響小鼠骨骼肌再生／修復(fù)，miR－206表達(dá)升高下調(diào)包括PAX7、Notch3、IGFBP5［42］和Hmgb3［43］等分化抑制因子。CTX損傷后期miR－181表達(dá)顯著增加，其靶基因Hox－A11抑制MyoD表達(dá)和終末分化［44］。MyoD表達(dá)增加又提高了miR－1表達(dá)，解除HDAC4和卵泡抑素的抑制作用。CTX損傷后表達(dá)升高的還有miR－26a，脛骨前肌特異性敲除miR－26a會(huì)延緩肌肉損傷再生／修復(fù)，同一損傷模型中miR－125b在損傷后表達(dá)下降，提高了生肌因子IGF－II表達(dá)，促進(jìn)肌肉再生［45］。

基于以上研究，外源性注射miRNA改變局部miRNA表達(dá)水平可能是影響骨骼肌損傷后的再生／修復(fù)過(guò)程，加速肌肉恢復(fù)的有效方法。Nakasa等［46］首次證明了這種可能性，向撕裂損傷的骨骼肌注射miR－1、133、206可顯著降低肌肉纖維化進(jìn)程，提高生肌因子表達(dá)，并促進(jìn)血管生成，加快小鼠肌肉再生／修復(fù)。

圖4 miRNA在肌肉損傷修復(fù)中的作用機(jī)制

6 miRNA與基因興奮劑

基因興奮劑起源于基因治療，利用基因工程技術(shù)，以病毒、質(zhì)?；蛑|(zhì)體等作為載體，將某些能提高運(yùn)動(dòng)能力的基因轉(zhuǎn)入特定的組織細(xì)胞中，利用機(jī)體自身的轉(zhuǎn)錄翻譯系統(tǒng)，穩(wěn)定表達(dá)目的基因編碼的蛋白質(zhì)。國(guó)際反興奮劑組織將基因興奮劑定義為以非治療目的使用能提高運(yùn)動(dòng)能力的細(xì)胞、基因、遺傳構(gòu)件或調(diào)控基因表達(dá)的方法（http：／／www.wadaama.org／）。根據(jù)專(zhuān)項(xiàng)特點(diǎn)，目前可作為基因興奮劑的目的基因包括有氧耐力類(lèi)（促紅細(xì)胞生成素，血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子，過(guò)氧化物酶體增殖激活受體和低氧誘導(dǎo)因子）和力量類(lèi)（胰島素樣生長(zhǎng)因子，肌肉抑制素）。目前基因興奮劑檢測(cè)主要在轉(zhuǎn)錄水平和蛋白表達(dá)水平通過(guò)c DNA微陣列技術(shù)、基因表達(dá)系列分析技術(shù)和質(zhì)譜等分析基因和蛋白表達(dá)變化。然而，這種技術(shù)受取材部位限制，取得的成果較少，應(yīng)用前景并不好。

目前尚沒(méi)有報(bào)道外源性miRNA治療骨骼肌運(yùn)動(dòng)損傷，但鑒于miRNA分子小，在載體存在條件下很容易進(jìn)入細(xì)胞，是較為理想的局部治療手段，很有可能被應(yīng)用于提高肌肉做功能力，如miR－1、133、206等。但不可否認(rèn)的是采用miRNA無(wú)論是治療還是提高運(yùn)動(dòng)能力均存在較高的風(fēng)險(xiǎn)性和不可預(yù)測(cè)性，因?yàn)閙iRNA的功能區(qū)可能在m RNA的3’－UTR，也可能在5’－UTR，甚至在編碼區(qū)和啟動(dòng)子，即miR－NA可調(diào)控多種靶基因。這種一對(duì)多的特性，使得外源性miRNA很有可能造成機(jī)體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的破壞，產(chǎn)生無(wú)法預(yù)測(cè)的后果。

7 小結(jié)與展望

miRNA是重要的骨骼肌發(fā)育調(diào)控因子，其缺失足以引起骨骼肌結(jié)構(gòu)、功能、代謝異常。miRNA參與調(diào)控了運(yùn)動(dòng)引起的骨骼肌、心肌適應(yīng)，如線(xiàn)粒體生物發(fā)生、血管生成、心肌順應(yīng)性等。調(diào)控肌肉發(fā)育的這些miRNA在骨骼肌損傷后的再生／修復(fù)中也發(fā)揮重要作用，外源性注射miRNA可應(yīng)用于治療骨骼肌損傷，在運(yùn)動(dòng)損傷領(lǐng)域具有較大的應(yīng)用前景。miRNA也很有可能成為基因興奮劑，與傳統(tǒng)的基因興奮劑比較，miRNA具有更大的優(yōu)勢(shì)。然而，目前關(guān)于miRNA和骨骼肌的研究仍舊處于起始階段，隨著生物信息學(xué)的發(fā)展，相信會(huì)發(fā)現(xiàn)更多的與骨骼肌功能相關(guān)的miRNA。

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責(zé)任編輯：?jiǎn)唐G春

Role of MicroRNA in Exercise－induced Adaptation

HE Qiang1，DING Shuzhe2
（1.Key Laboratory of Adolescent Health Assessment and Exercise Intervention，Ministry of Education，East China Normal University，Shanghai 200241，China；2.College of Physical Education and Health，East China Normal University，Shanghai 200241，China）

Muscle strength and endurance reflect the function of skeletal muscles.High－level athletes need higher skeletal muscle performance which requires constant resistance and endurance training according to feature of sport event.Specific training will induce functional and metabolic adaptive changes in organs like skeletal muscles and heart.Micro RNA（MiRNA）is a class of noncoding RNA molecules which inhibit m RNA translation or degrade m RNA by binding to the 3’UTR of target gene via its seed sequence，thus modulating gene expression at posttranscriptional levels and regulating multiples biological events.MiRNA is closely related to skeletal muscle biology and plays acritical role in skeletal muscle development（proliferation，differentiation），mitochondrial biogenesis，insulin sensitivity，redox homeostasis and so on.MiRNA is one of the important parts involved in mediating the exercise－induced skeletal muscle adaptation.This article summarizes the role of miRNA in skeletal muscle biology as well as exercise－induced skeletal muscle adaptation and looks into the future of miRNA application in the field of sports injury rehabilitation.

Micro RNA；skeletal muscle；exercise adaptation；resistance training；endurance exercise；sport injury

G804.7

A

1004－0560（2015）03－0089－06

2014－11－12；

2015－03－06

國(guó)家自然科學(xué)基金：線(xiàn)粒體蛋白輸入（PIM）的運(yùn)動(dòng)適應(yīng)與調(diào)控機(jī)制研究，編號(hào)：No.31171141。

賀 強(qiáng)（1987—），男，博士研究生，主要研究方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)對(duì)健康作用的分子機(jī)制研究。