运动训练诱导细胞外miR-136-3p通过靶向NRDC调控骨骼肌葡萄糖摄取与肌生成的新机制

　　本研究揭示了耐力训练通过上调血清外泌体miR-136-3p，靶向抑制骨骼肌NRDC表达，进而促进葡萄糖摄取和肌细胞代谢重塑的分子机制，为运动改善代谢健康提供了新的exerkine介导的器官间通讯理论依据。

　　

在现代社会，缺乏体育锻炼已成为多种慢性代谢性疾病的重要诱因。尽管众所周知运动有益健康，但运动如何通过分子信号在不同器官之间传递信息，从而引发全身性适应反应，仍是一个待解的科学谜题。特别是，运动后骨骼肌如何接收来自其他器官的指令信号，协调自身的代谢和结构重塑，这一过程的分子机制尚不明确。近年来，细胞外囊泡（EVs）尤其是外泌体（exosomes）作为细胞间通讯的重要载体备受关注，它们携带的微小RNA（miRNA）可能成为器官间对话的关键信使。

为了揭示运动训练诱导的器官间通讯机制，研究人员开展了一项针对健康年轻人的耐力训练研究，相关成果发表在《Journal of Sport and Health Science》。研究团队通过分析训练前后血清中外泌体富集的EVs中miRNA表达谱的变化，发现miR-136-3p等miRNA在训练后显著上调。进一步探究显示，胰腺胰岛可能是循环miR-136-3p的重要来源，而骨骼肌细胞能够有效摄取外泌体传递的miR-136-3p。机制上，miR-136-3p直接靶向并抑制nardilysin convertase（NRDC）基因的表达，从而调控骨骼肌的葡萄糖代谢和肌生成过程。这一发现不仅揭示了运动诱导的胰腺-骨骼肌crosstalk新通路，也为理解运动益处的分子基础提供了新视角。

研究采用了几项关键技术方法：首先，从12名健康志愿者训练前后血清中分离外泌体富集的EVs并提取RNA，使用PCR芯片筛选差异表达的miRNA；其次，通过体外培养人源骨骼肌肌管和胰腺胰岛细胞，分析miR-136-3p的分泌与摄取；第三，利用荧光标记miRNA和外泌体共培养技术，直观验证miRNA的细胞递送；第四，通过微阵列基因表达分析和荧光素酶报告实验，确认NRDC为miR-136-3p的直接靶点；最后，采用Seahorse线粒体应力测试和放射性标记代谢 assay，评估miR-136-3p和NRDC对细胞代谢功能的影响。

3.1. 临床特征

研究纳入12名健康志愿者进行3周耐力训练，结果显示训练提高了最大摄氧量（VO_2max），表明整体有氧适应能力增强。

3.2. 训练后血清EV相关evRNA中差异表达的miRNA

训练后血清外泌体miRNA表达谱分析发现，miR-136-3p、miR-139-5p和miR-1等显著上调，其中miR-136-3p因功能未知而成为后续重点。

3.3. 胰腺胰岛释放且骨骼肌细胞摄取miR-136-3p

培养实验证实人胰腺胰岛分泌miR-136-3p，而骨骼肌肌管可通过外泌体有效摄取该miRNA，提示胰岛可能是其循环来源。

3.4. NRDC是miR-136-3p在人肌管中的靶点且响应运动训练和不活动

NRDC被确认为miR-136-3p的直接靶基因，其表达在训练后下调，而在肢体固定后上调，表明NRDC参与骨骼肌长期适应。

3.5. MiR-136-3p和NRDC协同且独立地调控肌生成

基因集富集分析显示，miR-136-3p过表达和NRDC沉默均影响肌生成、细胞增殖和代谢相关基因集，但仅部分重叠，提示二者既有共同也有独特作用途径。

3.6. MiR-136-3p上调线粒体功能和葡萄糖摄取，而其与NRDC沉默诱导肌管糖酵解转换

功能实验表明，miR-136-3p增强葡萄糖摄取和线粒体氧化磷酸化，而NRDC沉默促进糖酵解，二者均诱导代谢向糖酵解偏移。

3.7. MiR-136-3p转染增加的葡萄糖摄取不依赖胰岛素和收缩介导的葡萄糖转运

MiR-136-3p提升葡萄糖摄取但不影响GLUT4表达或胰岛素信号通路关键蛋白磷酸化，表明其通过非经典途径调控葡萄糖代谢。

研究结论与讨论部分强调，miR-136-3p作为一种运动应答的exerkine，可能由胰腺胰岛释放并通过外泌体传递给骨骼肌，通过靶向抑制NRDC，协调葡萄糖代谢和肌生成，促进运动适应。这不仅揭示了器官间通讯的新机制，也为代谢性疾病的运动干预提供了潜在靶点。然而，研究存在样本性别不平衡、未控制饮食和月经周期等局限，未来需更大样本验证。总体而言，该研究深化了对运动益处的分子理解，突出了miRNA介导的crosstalk在代谢健康中的重要性。