鑽石舞台

有氧運動可以顯著改善情感認知功能，有效預防精神疾病的發生。但目前關於運動腦健康機制的研究多數還集中於腦內成體神經發生、抗氧化、抗炎症等局部微環境調控領域，對於運動介導的外周-中樞機制還了解不足，特別是缺少一條直接將機體運動和腦內廣泛的環路調控聯繫起來的分子機制。近期，暨南大學蘇國輝院士團隊張力教授課題組聚焦腦內RNA的N6-甲基腺苷（m6A）修飾，證實了運動可通過介導肝臟中甲基供體生物合成，促進腦內突觸相關轉錄本RNA甲基化修飾，從而改善神經網絡活動性，對抗壓力應激導致的焦慮障礙的機制（圖1）。

在本項研究中，實驗人員通過構建慢性束縛壓力應激（CRS）模型小鼠，對其進行14天平板跑步機運動干預，有效預防了焦慮樣行為障礙的發生。對其內側前額葉皮質（mPFC）進行的表觀遺傳學分析顯示：運動干預有效增加了總體m6A豐度，且這部分差異性甲基化修飾多數集中在和突觸功能相關的轉錄本上（圖2）。進一步的實驗通過對mPFC局部定點敲降m6A水平，並結合在體雙光子鈣成像等技術，證實了運動通過增加腦內m6A修飾，發揮改善神經元活動性和抗焦慮的作用。

鑑於機體運動和腦內RNA甲基化調控之間存在的空間隔離，課題組進一步探討了運動影響腦內RNA甲基化的外周-中樞作用分子。由於甲基化過程需要肝臟合成的S-腺苷-甲硫氨酸（SAM）作為供體，課題組定量分析了SAM及其合成酶Mat的表達，結果發現運動干預顯著上調肝臟中合成酶的表達，並有效提升了外周和中樞的SAM豐度。通過特異性靶向肝臟組織的AAV載體攜帶shRNA敲降技術，研究人員發現，運動的抗焦慮效果，依賴於肝臟中SAM的生物合成（圖3）。進一步的實驗則驗證了人為補充SAM同樣可以發揮和運動類似的抗焦慮效果。

總而言之，這項研究揭示了一條全新的肝-腦軸及其介導的代謝產物小分子，在調控腦內RNA甲基化修飾和焦慮行為環路中的重要作用，特別是運動干預對於這條通路的激活，充分體現了運動後機體適應狀態對精神健康的影響。這一成果將為深入解析運動改善腦健康的生物學機制，並開發相關療效評估分子指標提供新的視角。

相關工作以「Physical Exercise Prevented Stress-Induced Anxiety via Improving Brain RNA Methylation」為題，於2022年6月1日在線發表於Advanced Science期刊（DOI: 10.1002/advs.202105731），文章第一作者為暨南大學神經生物學博士研究生晏蘭，通訊作者為暨南大學張力教授，共同通訊作者為暨南大學蘇國輝院士和暨南大學附屬第一醫院賈艷濱教授。