研究与指南
MOTS-c 和锻炼：已发表的研究表明
12 4 月, 2026
身体活动与线粒体功能之间的关系是生理学中研究最深入的领域之一。体力活动被认为是线粒体生物发生的驱动力，线粒体生物发生是细胞响应代谢需求而增加线粒体含量的过程。 MOTS-c，一种由线粒体 DNA 编码的 16 氨基酸肽，位于一个机制上有趣的交叉点：其循环水平对身体活动做出反应，并参与与细胞代谢适应相关的分子信号传导途径。
本文回顾了已发表的关于体力活动背景下 MOTS-c 的研究成果，重点关注循环水平、信号通路和科学现状。所有内容仅用于教育目的。
什么是 MOTS-c？
MOTS-c（12S rRNA c 型线粒体开放阅读框）是人类线粒体 DNA 的 12S 核糖体 RNA 基因内编码的短开放阅读框。 Lee 等人在 2015 中对该肽进行了表征。在一篇具有里程碑意义的《细胞代谢》论文中，该论文将其鉴定为一种线粒体编码的肽，可影响临床前模型中的代谢信号传导（PMID：25738459）。
与大多数由核 DNA 编码并在专门的分泌细胞中产生的肽激素不同，MOTS-c 是在线粒体本身内产生的，线粒体是几乎存在于身体每个细胞中的细胞器。这意味着 MOTS-c 可能会在本地产生，以响应任何富含线粒体的组织的代谢需求，包括骨骼肌，骨骼肌是体内代谢最活跃的组织之一。
循环 MOTS-c 对体力活动做出反应
将 MOTS-c 与体力活动联系起来的最直接证据来自测量运动前后循环肽水平的研究。冯·瓦尔登等人。 （2021）发表了一项研究 应用生理学杂志 检查急性耐力运动是否会刺激人类受试者中线粒体衍生肽（包括 MOTS-c）的循环水平（PMID：34351816）。研究发现，剧烈运动后 MOTS-c 的循环水平升高，这与体力活动通过 MDP 分泌激活线粒体信号传导的假设一致。
这一发现很有趣，因为它将 MOTS-c 与其他活动响应信号分子（包括鸢尾素、IL-6 和脑源性神经营养因子 (BDNF)）一起作为一种循环因子，其水平随着运动而变化。它还提出了有关 MOTS-c 信号传导与身体活动相关代谢适应之间关系的机制问题。
MOTS-c 和 AMPK 信号传导
MOTS-c 影响代谢信号传导的核心机制之一是通过激活 AMP 激活蛋白激酶 (AMPK)。 AMPK 是一种细胞能量传感器，当 AMP 与 ATP 的比率上升时，它就会被激活——当能量需求超过直接 ATP 供应时，工作肌肉就会发生这种情况。 AMPK 激活与一系列细胞反应相关：通过 GLUT4 易位摄取葡萄糖、脂肪酸氧化、蛋白质合成调节以及通过 PGC-1α 启动线粒体生物发生。
李等人。 (2016) 描述了 MOTS-c 在 AMPK 激活的背景下在肌肉和脂肪代谢中的作用，并指出该肽对葡萄糖处理的影响涉及该途径 (PMID: 27216708)。 MOTS-c 信号传导和 AMPK 激活之间的机制重叠表明 MOTS-c 可能作为将线粒体代谢传感与下游信号传导耦合的细胞机制的一部分发挥作用。
杨等人。 (2021) 在一项小鼠研究中检查了 MOTS-c 与运动之间的相互作用，报告 MOTS-c 与运动相结合通过 AMPK 信号通路调节 PGC-1α 表达（PMID：33722744）。这些观察结果仅限于所研究的小鼠模型。
PGC-1alpha：运动和 MOTS-c 的共同目标
PGC-1α（过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活剂1-α）是一种转录共激活剂，被广泛认为是线粒体生物发生的主要调节剂。体力活动会增加骨骼肌中 PGC-1α 的表达，这种上调与新线粒体的产生和氧化能力的变化有关。
Yang 等人发现 MOTS-c 给药。 (2021) 还改变了 PGC-1alpha 表达，将 MOTS-c 置于线粒体适应背景下研究的同一调节回路中。 MOTS-c 是否作用于 PGC-1alpha 的上游，或者两者是否都是共享 AMPK 激活的下游结果，是需要进一步进行机制研究的领域。
骨骼肌作为 MOTS-c 产生和作用的场所
骨骼肌既是 MOTS-c 的主要产生者，也是 MOTS-c 的目标。鉴于骨骼肌含有高密度的线粒体，并且在运动过程中经历最大的代谢通量，因此它是 MOTS-c 生物学的合乎逻辑的部位。李等人的研究。 （2016）特别强调了 MOTS-c 对肌肉代谢的影响，包括其调节肌肉细胞中脂肪酸利用和葡萄糖摄取的能力（PMID：27216708）。
熊谷等人。 （2022）通过报道 mtDNA 中的 MOTS-c K14Q 多态性与人类受试者的肌肉纤维组成相关（PMID：34728329），为 MOTS-c 肌肉生物学增添了遗传维度。这一发现表明 MOTS-c 本身的遗传变异与肌肉表型相关，提供了线粒体遗传变异与肌肉生物学相关的潜在途径。
MOTS-c、胰岛素信号传导和体力活动：综合观点
MOTS-c 的代谢信号和身体活动集中在几个共享的分子端点上。胰岛素信号传导是在临床前模型中定期有氧活动和 MOTS-c 背景下研究的途径之一。两者似乎都涉及 AMPK 激活、GLUT4 表达和易位以及 PGC-1α 介导的线粒体适应。
这就提出了一个有趣的研究问题：MOTS-c 是将身体活动与胰岛素信号传导联系起来的分子机制之一吗？冯·瓦尔登等人的数据。 (2021) 表明运动会增加 MOTS-c 循环，Yang 等人。 (2021) MOTS-c 和临床前模型运动的数据与这一假设一致，但并未明确证实。为了更严格地检验这一假设，需要对人类进行对照干预研究，跟踪 MOTS-c 水平以及代谢标记物。
年龄和 MOTS-c 下降
循环中的 MOTS-c 水平似乎随着年龄的增长而下降，这一模式与线粒体功能障碍作为衰老特征的更广泛证据一致。这引起了人们对 MOTS-c 作为了解与年龄相关的代谢变化的线粒体基础的潜在研究模型的兴趣。
李等人。 (2015) 论文报道，对衰老小鼠施用 MOTS-c 会改变代谢参数，并且该肽似乎充当协调细胞代谢与生物体整体能量状态的调节剂，这一作用是在线粒体信号如何随年龄变化的背景下研究的。
当前研究的局限性
MOTS-c 和运动研究领域相对年轻，目前的证据有几个重要的局限性：
- 大多数机制研究都是在啮齿动物模型中进行的。关于 MOTS-c 对运动代谢影响的人类数据主要是观察性的（测量循环水平），受控干预数据有限。
- MOTS-c 升高的最佳运动方式、强度和持续时间尚未得到系统描述。
- 在研究模型中外源性施用 MOTS-c 是否会产生与内源性运动刺激 MOTS-c 类似的效果尚未完全确定。
- 循环 MOTS-c 测量的测定标准化仍在发展中，这可能会影响研究之间的可比性。
这些局限性强调了从当前的临床前和机械数据推断人类生理学结论时需要谨慎。
研究人员在身体活动和新陈代谢的背景下探索 MOTS-c 可以发现 MOTS-c肽研究指南 CertaPeptides 的基础背景，以及 MOTS-c 与 Humanin 比较文章 了解更广泛的线粒体衍生肽家族的背景。
要点
- von Walden 等人证明，急性耐力运动会提高人体循环 MOTS-c 水平。 (2021)，将 MOTS-c 描述为一种活性响应性线粒体衍生肽。
- MOTS-c 激活 AMPK（代谢适应的中心介质），在 MOTS-c 信号传导和细胞对身体活动的反应之间产生机械重叠。
- 在小鼠模型中，MOTS-c 通过 AMPK 信号传导结合运动来调节 PGC-1α 表达（Yang 等人，2021）。
- MOTS-c 的遗传变异（K14Q 多态性）与肌纤维组成的差异相关，将 MOTS-c 生物学与肌肉表型联系起来。
- 该领域在人类中处于早期阶段——需要跟踪 MOTS-c 和代谢标记物的受控干预研究来建立因果关系。
常见问题解答
运动会增加 MOTS-c 水平吗？
是的。冯·瓦尔登等人的研究。 (2021) 证明，急性耐力运动会刺激人类受试者中 MOTS-c 的循环水平。不同运动类型、强度或持续时间对 MOTS-c 水平的影响程度尚未系统地绘制出来。
MOTS-c 与胰岛素信号传导有何关系？
临床前研究表明，MOTS-c 给药与小鼠模型中胰岛素信号的变化有关。该机制涉及 AMPK 激活以及对葡萄糖处理和脂肪代谢的下游影响。这些观察结果是否以及在多大程度上适用于人类是一个正在进行的研究领域。
AMPK 是什么？为什么它在这里很重要？
AMPK（AMP 激活蛋白激酶）是一种细胞能量传感器，当 ATP 耗尽（如体力活动期间发生）时，该传感器就会激活。它与细胞反应相关，包括葡萄糖摄取、脂肪氧化和线粒体生物合成的启动。 MOTS-c 对 AMPK 的激活在机制上与身体活动期间参与的细胞途径重叠。
为什么 MOTS-c 被称为“运动模拟”？
一些研究人员使用“运动模拟”一词来描述 MOTS-c——一种分子的科学简写，它激活与身体活动期间参与的通路重叠的通路。在 Yang 等人中观察到的相互作用。 (2021) 小鼠研究表明这种关系比简单的模仿更复杂。该领域的研究正在进行中，但尚未确定是否适用于人类。
PGC-1alpha 在 MOTS-c 生物学中发挥什么作用？
PGC-1alpha 是驱动线粒体生物发生的关键转录共激活因子。研究表明，MOTS-c 给药会改变小鼠模型中 PGC-1α 的表达。 MOTS-c 是直接作用于 PGC-1alpha 上游，还是通过 AMPK 等共享上游调节因子发挥作用，仍有待研究。
参考文献
- Lee C、Zeng J、Drew BG 等。 （2015）。线粒体衍生肽 MOTS-c 促进代谢稳态并减少肥胖和胰岛素抵抗。 细胞代谢物。 PMID：25738459
- Lee C、Kim KH、Cohen P. (2016)。 MOTS-c：一种新型线粒体衍生肽，调节肌肉和脂肪代谢。 自由基生物医学。 PMID：27216708
- 杨B，余Q，常B，等。 （2021）。 MOTS-c 与运动干预协同相互作用，通过 AMPK 信号通路调节 PGC-1α 表达，减弱胰岛素抵抗并增强小鼠的葡萄糖代谢。 Biochim Biophys 分子基础学报。 PMID：33722744
- von Walden F、Fernandez-Gonzalo R、Norrbom J 等人。 （2021）。急性耐力运动会刺激人体线粒体衍生肽的循环水平。 应用生理学杂志 (1985)。 PMID：34351816
- 熊谷 H、夏目 T、金 SJ 等。 （2022）。 mtDNA 中的 MOTS-c K14Q 多态性与肌纤维组成和肌肉性能相关。 Biochim 生物物理学学报。 PMID：34728329
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