本报讯（记者朱汉斌）暨南大学粤港澳中枢神经再生研究院张力课题组在中科院院士苏国辉的支持下，阐述了运动后肝脏代谢产物通过增强脑内突触相关转录本RNA甲基化修饰，调控前额叶皮质突触活动性，从而预防焦虑样表型发生的生物学机制。相关研究近日发表于《尖端科学》。
大量的人群研究表明，长期运动不仅能改善情感和认知功能，还可有效降低罹患精神疾病的风险。但目前对于运动改善脑健康的机制研究多数集中于脑内的神经元及突触发生，或是炎症、氧化应激等微环境调控领域，缺少将机体物理运动和广泛的脑环路调控联系起来的关键外周—中枢机制。
该研究首先建立了慢性束缚压力应激（CRS）小鼠模型，发现14天跑步机训练可以有效预防焦虑样表型发生。对前额叶皮质（PFC）进行基于N6—甲基腺苷（m6A）修饰的转录组学测序，可见运动能有效恢复CRS后降低的脑内m6A水平，且这些差异表达的m6A位点多数位于兴奋性突触相关基因的转录本上。而通过人为操纵RNA去甲基酶ALKBH5的表达水平，证实了运动预防焦虑样表型发生，依赖于其对脑内m6A水平的改善。
该研究进一步对运动改变脑内RNA m6A的外周—中枢生物学机制进行了解析。RNA m6A修饰高度依赖于甲基化供体，其中最常见的为S—腺苷—甲硫氨酸（SAM）。课题组发现在运动小鼠中，血清和脑内的SAM水平显著上升；而对不同外周器官进行比较后发现，肝脏中的SAM合成酶（Mat1a）的表达明显提高；通过敲低肝脏中Mat1a基因表达，进一步证实了运动改善脑内RNA m6A及抗焦虑的作用依赖于肝脏内SAM的生物合成。
该研究结果明确了一条肝—脑轴及其介导的代谢—表观遗传调控通路在运动抗焦虑中的关键作用，为深入解析运动的脑健康机制提供了新思路，同时也为临床上开发靶向特定“运动因子”的生物学标记物和运动替代性药物奠定了基础。
相关论文信息：https://doi.org/10.1002/advs.202105731
