综述:MicroRNAs在运动与铁死亡交叉点的调控作用:一座调节桥梁

【字体: 时间:2025年07月07日 来源:Clinical and Experimental Medicine 3.2

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  这篇综述创新性地揭示了运动响应性microRNAs(miRNAs)作为关键分子桥梁,通过调控GPX4、SLC7A11、ACSL4等铁死亡(ferroptosis)核心靶点,整合运动诱导的抗氧化防御、铁代谢与线粒体功能重塑。作者提出miR-378a-3p、miR-23a-3p等"运动-miRNAs"可能通过抑制脂质过氧化和铁超载,在肌肉适应与疾病防治中发挥双重作用,为开发基于运动干预的细胞死亡调控策略提供新视角。

  

铁死亡:机制与生物学意义

铁死亡是一种独特的铁依赖性程序性细胞死亡形式,以脂质过氧化为特征。其形态学表现为细胞质肿胀、线粒体嵴减少等,区别于凋亡和坏死。铁代谢核心环节涉及转铁蛋白受体(TFRC)、铁输出蛋白(SLC40A1/FPN)和铁储存蛋白(FTH1/FTL)的动态平衡。当细胞内游离Fe2+通过Fenton反应产生活性氧(ROS),或通过激活脂氧合酶(ALOX)引发多不饱和脂肪酸(如AA/AdA)过氧化时,将触发铁死亡关键效应分子PTGS2/COX2上调。

MicroRNAs:运动与铁死亡的分子纽带

miRNAs通过经典(Drosha-DGCR8介导)和非经典途径生成,能结合mRNA的3'UTR抑制翻译或促进降解。研究发现,运动可动态调节组织特异性miRNAs(如肌肉富集的miR-1、miR-133)和循环miRNAs,进而影响:

  1. 铁代谢:miR-124-3p靶向Steap3减少肝细胞铁死亡;miR-302a-3p通过抑制FPN1促进肺癌细胞铁蓄积
  2. 抗氧化防御:miR-15a-5p抑制GPX4加重心肌梗死,而miR-1224拮抗剂可增强GPX4表达
  3. 脂质代谢:miR-670-3p靶向ACSL4抑制胶质瘤铁死亡

运动响应性miRNAs的调控网络

耐力运动显著上调骨骼肌中miR-378(抑制MyoR促进肌生成)、miR-486(维持线粒体功能),而抗阻训练降低miR-1表达激活IGF-1/AKT通路。值得注意的是:

  • 游泳训练通过miR-17-3p/KEAP1轴减轻阿霉素心脏毒性
  • 运动源性外泌体miR-484靶向ACSL4保护脑缺血再灌注损伤
  • 急性运动后miR-23a/b下调可能通过SLC7A11增强心肌抗氧化能力

治疗潜力与未来方向

基于运动-miRNAs-铁死亡轴的治疗策略包括:

  1. 诊断标志物:循环miR-133a、miR-208a可作为心肌氧化损伤指标
  2. 干预手段:miR-378a-3p模拟物或miR-214-3p拮抗剂的纳米递送系统
  3. 个性化方案:根据miR-29a-3p(靶向B7-H3)表达制定肿瘤运动处方

当前研究空白包括组织特异性miRNA图谱的建立、运动参数(强度/时长)的精确优化,以及临床转化验证。突破这些瓶颈将推动运动疗法在神经退行性疾病、癌症等铁死亡相关疾病中的应用。

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