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综述:外泌体miRNA在肌骨对话中的作用:机制联系、运动调节及其对肌少症、骨质疏松症和骨肌减少症的启示
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月23日 来源:Metabolism 10.9
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这篇综述深入探讨了外泌体微小RNA(miRNA)作为骨骼肌与骨组织间双向通讯的关键介质,揭示了其在年龄相关性肌骨疾病(如肌少症sarcopenia、骨质疏松症osteoporosis及骨肌减少症osteosarcopenia)中的调控机制。通过解析miR-34a、miR-27a-3p(肌源性)和miR-486-5p(骨源性)等靶向mRNA及其信号通路,提出“外泌体miRNA调控网络(EMRN)”模型,并强调运动通过改变外泌体miRNA谱促进肌骨合成代谢的干预潜力,为早期诊断和靶向治疗提供新思路。
外泌体miRNA:肌骨对话的分子信使与疾病纽带
Abstract
衰老过程中,骨骼肌与骨组织的协同退化常导致肌少症与骨质疏松症共存的骨肌减少症,显著增加骨折风险。传统研究聚焦力学负荷与内分泌途径,而最新发现外泌体携带的miRNA构成肌骨轴新型旁分泌因子。肌源性外泌体miR-34a通过抑制Sirt1加速骨细胞衰老,而骨源性miR-486-5p则促进肌肉再生,揭示双向通讯的分子基础。
Biogenesis and function of exosomes
直径30–150 nm的外泌体由多泡体膜内陷形成,携带CD63/CD81等标志蛋白及miRNA功能 cargo。其通过内吞途径靶向受体细胞,实现组织间基因表达调控,成为肌骨微环境对话的“纳米邮差”。
Pro-osteoporotic miRNA signaling
衰老肌肉释放的miR-34a外泌体通过下调Sirt1诱发骨髓间充质干细胞(MSCs)衰老,抑制成骨分化;而miR-27a-3p则靶向ATF4/PTHrP轴削弱骨形成,构成肌少症继发骨质疏松的“分子桥梁”。
Bone-derived pro-myogenic signals
骨MSCs分泌的miR-486-5p外泌体通过PTEN/Akt/mTOR通路增强肌卫星细胞增殖,而机械负荷刺激的骨细胞外泌体可携带促肌生成因子,形成运动诱导的“肌骨保护环”。
The vicious cycle of exosomal signaling in osteosarcopenia
衰老背景下,促炎性外泌体miRNA(如miR-21)在肌骨组织间形成正反馈,加速组织退化。肌肉萎缩减少力学刺激,进一步抑制骨适应,而骨量丢失又削弱肌肉附着基础,构成“恶性循环”。
Exercise-induced modulation of exosomal miRNA profiles
抗阻运动上调肌源性外泌体miR-133a促进成骨,耐力运动则增加骨源性miR-322-5p改善肌肉糖代谢。这种“运动适应型外泌体重编程”为干预肌骨共病提供非药物策略。
Mechanistic uncertainties
外泌体miRNA组织溯源仍存挑战,如循环miR-206可能源自肌肉或神经组织。单细胞测序与谱系追踪技术将助力解析细胞特异性外泌体“分子指纹”。
Advancing diagnostics and biomarkers
多miRNA组合检测(如miR-34a+miR-486-5p)较单一指标更能预测亚临床肌骨退化,外泌体miRNA液体活检有望成为“衰老时钟”的精准读数器。
展望
破解EMRN时空动态规律、开发组织靶向外泌体递送系统,或将为逆转肌骨衰老开辟新赛道。
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