摘要：
音乐聆听和表演已被证明会影响人类基因表达。为了进一步阐明音乐对人体影响的生物学基础，我们通过对未接触音乐的听众（音乐组）及其对照组（对照组）的microRNA进行测序来研究听音乐对基因调控的影响。我们确定了6个microRNA（hsa-miR-132-3p、hsa-miR-361-5p、hsa-miR-421、hsa-miR-23a-3p、hsa-miR-23b-3p、hsa-miR-25-3p)和具有高音乐天赋的MusicGroup中两种microRNAs(hsa-miR-378a-3p,hsa-miR-16-2-3p)的下调。据报道，一些上调的microRNA对神经元活动（miR-132、miR-23a、miR-23b）和神经元可塑性、CNS髓鞘形成和认知功能（如长时程增强和记忆）的调节剂有反应。miR-132在调节TAU蛋白水平方面起着关键作用，对于防止导致阿尔茨海默病的tau蛋白聚集很重要。miR-132和切丁机，听音乐后上调，保护多巴胺能神经元，对于保持纹状体多巴胺水平很重要。一些转录调节因子（FOS、CREB1、JUN、EGR1、和BDNF)上调的microRNA是直接早期基因和与音乐特征相关的最佳候选基因。BDNF和SNCA在音乐聆听和音乐表演中共同表达和上调，都被与音乐才能相关的GATA2激活。几种miRNA与鸣禽的歌唱学习、歌唱和季节性可塑性网络相关。我们没有检测到与音乐教育或音乐能力低下相关的microRNA表达的任何显着变化。因此，我们的数据显示了内在音乐天赋对于音乐欣赏和引发人类microRNA对音乐聆听的反应的重要性。
正文
（图一）
介绍
听音乐涉及听觉系统对声学刺激的感觉处理，然后是广泛分布在大脑皮层、基底前脑和脑干延髓的神经网络中的认知和情绪处理。音乐可增强健康成人运动时的运动表现，以及神经系统患者运动和认知缺陷的康复。然而，这些影响的生物学背景在很大程度上是未知的。
从遗传的角度来看，音乐是一种表观遗传调节剂，可能会影响人类基因及其调控。microRNA在人类神经系统的发育和突触可塑性中的调节作用得到了很好的研究。MicroRNAs也参与内耳发育和耳朵的感觉功能。之前研究表明，由听音乐和音乐表演激活的基因参与多巴胺能神经传递、长时程增强、突触可塑性和记忆。
在本研究中，使用高通量测序和生物信息学方法分析了听音乐对microRNA转录组的影响。通过比较转录组研究中的同一组人类受试者，提出了一个关于听音乐如何影响miRNA水平的综合观点，以及已发表的鸣禽转录组变化，包括调控网络和通路分析。
方法与结果
本研究结果显示，听音乐仅在音乐测试分数相对较高（高COMB）的受试者中影响microRNA调节（见表一）；使用TAM2.0工具分析发现上调的microRNA及其功能（见表2），还揭示了下调的microRNA及其功能（见表3）。TAM2.0的比较分析向导将上调和下调的microRNA一起分析，发现神经母细胞瘤是最重要的结果。TransmiR2.0数据库中经过验证的TF-microRNA相互作用（见图一）。
本研究中的另一种DEmicroRNA miR-132被发现在禽鸣控制核中跨季节差异表达，其靶基因网络调节细胞周期抑制剂和PTEN信号传导（图二）。因此，比较分析的结果表明了一些与鸣禽和人类的听觉感知和声音交流过程相关的共同分子机制（见图三）。
（图二）
（图三）
（图四）
（图五）
（图六）
（图七）
结论
本研究表明，听音乐会改变人类的microRNA谱。通过音乐诱导的miR-23a间接激活促存活PI3K/AKT信号级联反应是本研究中解释多巴胺能神经传递的一种候选机制。PI3K/AKT信号响应生长因子和神经营养因子而被激活，当与多巴胺能信号结合时，它可以保护成体多巴胺能神经元免于细胞凋亡。此外，基因变异AKT1基因影响额纹状体多巴胺能脑网络的神经结构以及生物可利用的多巴胺水平和认知功能。
证据表明听音乐对人类基因调控有影响。已鉴定出的microRNA显示出影响多巴胺代谢并防止神经变性。一些人类DEmicroRNAs与鸣禽共享信号通路，表明听觉感知基础的分子调节机制的进化保守。先前已发表人脑和血液中的微RNA表达模式[58,59]。未来的研究需要对参与者的聆听时长、音乐类型和个人偏好以及不同组合的氛围进行试验，以进一步了解这些因素对microRNA表达水平的影响。
