运动应激microRNA在自行车运动员选材中的可能应用

张磊 段志强

中图分类号：G804 文献标识：A 文章编号：1009-9328（2015）11-000-01

摘 要 关于自行车运动员的科学选材已经从多种角度形成较为完善的评定体系，本文从理论上阐明筛选出实际可用的评定自行车运动员生理机能的microRNA型生物标志物，并在此基础上评估自行车运动员选材microRNA型生物标志物评定体系的可能性与可行性，为microRNA在自行车运动员科学选材中的应用价值提供前瞻性的理论探讨。

关键词 自行车运动员 microRNA 运动 应激 应用

自行车运动员的科学选材是建立优质自行车运动员队伍的前提条件，microRNA是一种在机体内广泛存在的非编码特异性RNA，运动作为一种生理应激形式可诱导microRNA表达图谱的变化，目前，运动应激microRNA作为“运动基因组学”的重要组成部分，是体育科学界的研究热点。

关于自行车运动员的科学选材已经从多种角度形成较为完善的评定体系，包括身体形态、分子标记、机能评定等角度进行自行车运动员的选材已为多名研究者所阐述，但microRNA在自行车运动员选材层面的可能应用，国内外均未见研究者有相关报道。本课题研究目的是筛选出实际可用的评定被筛选的自行车运动员先天生理机能的microRNA型生物标志物，建立自行车运动员选材生物标志物层面的评定体系，为microRNA在自行车运动员科学选材中的应用价值提供前瞻性的实验探讨。

一、自行车运动员科学选材的现状

优秀运动员选材是体育科研界一直很重视的工作。它不仅可以帮助教练员尽早发现、挖掘具有特殊竞技能力的人才，而且可以为国家在运动员的培养上节省大量的人力和物力。多项研究表明，人类运动能力在很大程度上可以通过某些检测手段提前得到预知，这种对人体运动能力的预知性某种程度上可以保证被筛选出的运动员对运动训练有更高敏感性，有更好的效果，更易成为优秀运动员。自上世纪90年代起，各国学者逐步开展了运动员选材与运动能力的关联性研究，取得了一些令人鼓舞的研究成果[1]，目前对于中国人的研究正处于探索性实践阶段。

二、microRNA用于生物标志物的可行性

microRNA是一种非编码蛋白质、一般为22个核苷酸分子长度的小分子核糖核酸，主要通过对靶基因的负调控去影响生物学过程，在许多生理和病理状态下均扮演着至关重要的角色[2]。microRNA在机体体液如血液、尿液以及唾液中均有存在，Li发现，福尔马林处理后的组织样本中microRNA仍然能有效地得到分离且可进行定量评估，表明microRNA具有较高的稳定性，这种特性使其作为生物标志物并且进入临床应用成为可能。相对于mRNA，microRNA本身并不编码蛋白质，且影响多种其它基因的表达，因此其具有较mRNA更直接地反映生理状况的特性。在富含RNA的复杂体液中条件下，以RT-PCR为核心的技术平台可以精确地检测出microRNA中的一些分子，且多次重复检验未见显著的失真度，即microRNA的检测呈现出精确度高、重复性好的特点，总之，microRNA所拥有的上述生理特性表明其是一种合理、科学的反映机体生理机能状况的高效能生物标志物。

三、运动应激microRNA在自行车运动员选材中的可能应用

microRNA作为生物标志物在兴奋剂检测如促红细胞生成药物、自体血液灌输等较难检测的相关领域呈现出应用价值，其也有可能涉及到调节骨骼肌转录后的基因表达，是细胞内运动诱导的适应性反应如骨骼肌肥大、肌力的产生、炎症反应的介导者，在静息状态和组织损伤情形下，microRNA会被释放入血呈游离态，多项研究表明，运动可对血液中游离态microRNA的表达图谱产生影响，且某些microRNA与运动强度、运动持续时间呈现依赖性关系，与传统的某些反映骨骼肌和心肌损伤及系统炎症的生物标志物呈现一定的相关关系，尽管血液及血清中存在高浓度的核糖核酸酶，但游离态microRNA在血液中可与RNA连接蛋白形成复合物，从而使其免受降解而得以稳定存在且可被追踪检测。运动应激性microRNA表达图谱的变化是“运动基因组学”的重要组成部分，Keller通过研究后发现，耐力运动可下调一些以RUNX1、SOX9和PAX3为靶点的microRNA的表达，Davidsen则发现，抗阻运动诱导的骨骼肌质量增加存在的个体差异性与microRNA-378、microRNA-29a和microRNA-26a的表达变化存在高度的相关性，这表明，microRNA可能是对运动锻炼应激性表型转换功效评定的生物标志物；Baggish指出，马拉松运动员在一次性马拉松长跑运动后即刻microRNA-1、microRNA-133a、microRNA-208a、microRNA-146a均会急剧上调，且在运动后24小时可恢复并回归至静息水平，但microRNA-134、microRNA -126、microRNA499-5p的含量水平则受运动锻炼的影响较少；Sawada则指出，一次性剧烈抗阻运动3天后microRNA-146a水平显著下降，但microRNA-21、microRNA-222水平在一次性剧烈抗阻运动后未见显著变化；随后又有研究者指出，一次性剧烈有氧运动后血清游离态microRNA如microRNA-146a、microRNA-21、microRNA-221及microRNA-222显著升高，但遗憾的是撰文作者并未对这些microRNA与机能评定指标如最大摄氧量进行相关性分析，这些研究结果一方面表明microRNA作为运动应激性生物标志物的可能性，另一方面这些研究结果的差异性依赖于运动类型，且显著依赖于样本的取材时间，由此可见，microRNA作为生物标志物用于自行车运动员的科学选材具有巨大的应用潜力。

四、小结

microRNA的自身性质决定了它具有作为生物标志物的巨大潜力，我们的上述理论分析能够在生理学指标层面上进一步丰富和完善长跑运动员选材评定体系。

参考文献：

[1] Bray MS， Hagberg JM， Perusse L， et al. The human gene map for performance and health-related fitness phenotypes： the 2006-2007 update[J]. Med Sci Sports Exerc.2009.41（1）：35-73.

[2] Su TH， Liu CH， Liu CJ， et al. Serum microRNA-122 level correlates with virologic responses to pegylated interferon therapy in chronic hepatitis C[J]. Proc Natl Acad Sci USA.2013.110（19）：7844-7849.