首頁(yè) 資訊 Nature：全面揭示運(yùn)動(dòng)有益健康的分子機(jī)制

Nature：全面揭示運(yùn)動(dòng)有益健康的分子機(jī)制

來(lái)源：泰然健康網(wǎng) 時(shí)間：2024年12月14日 15:47

原創(chuàng) 生物世界生物世界

撰文丨王聰

編輯丨王多魚(yú)

排版丨水成文

經(jīng)常運(yùn)動(dòng)鍛煉能帶來(lái)廣泛的健康益處，包括降低全因死亡風(fēng)險(xiǎn)，以及心血管代謝疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、癌癥及其他疾病風(fēng)險(xiǎn)。運(yùn)動(dòng)在改善健康或降低疾病風(fēng)險(xiǎn)方面影響幾乎所有器官系統(tǒng)，其有益效應(yīng)來(lái)自許多組織和器官系統(tǒng)內(nèi)和跨系統(tǒng)的細(xì)胞和分子適應(yīng)。包括轉(zhuǎn)錄組學(xué)、表觀基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)在內(nèi)的各種組學(xué)平臺(tái)已被用于研究這些影響。然而，迄今為止的研究工作通常在單個(gè)時(shí)間點(diǎn)覆蓋一到兩個(gè)基因組，偏向于一種性別，且經(jīng)常關(guān)注單個(gè)組織，最常見(jiàn)的是骨骼肌、心臟或血液，很少有研究考慮其他組織。

因此，我們需要一個(gè)全面的、全生物組的、多組學(xué)的運(yùn)動(dòng)效應(yīng)圖譜來(lái)理解運(yùn)動(dòng)鍛煉誘導(dǎo)適應(yīng)性的分子基礎(chǔ)。為了滿足這一需求，研究人員建立了體育活動(dòng)分子傳感器聯(lián)盟（MoTrPAC），在動(dòng)物模型的廣泛組織以及人類的骨骼肌、脂肪和血液中構(gòu)建運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的分子圖譜。

2024年5月1日，體育活動(dòng)分子傳感器聯(lián)盟（MoTrPAC）在 Nature 期刊發(fā)表了題為：Temporal dynamics of the multi-omic response to endurance exercise training 的研究論文。

該研究首次在雄性和雌性大鼠中繪制了耐力運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的時(shí)間效應(yīng)的全生物組分子圖譜，從中識(shí)別出運(yùn)動(dòng)鍛煉相關(guān)的數(shù)千種共享的和組織特異性的分子變化，并在多個(gè)組織中發(fā)現(xiàn)了性別差異。這些研究結(jié)果或?yàn)檫\(yùn)動(dòng)鍛煉如何影響健康與疾病提供了新認(rèn)知。

定期運(yùn)動(dòng)有助于促進(jìn)全身健康并預(yù)防疾病，但其潛在的分子機(jī)制尚未完全闡明。

在這行研究中，研究團(tuán)隊(duì)研究了8周的跑步機(jī)耐力訓(xùn)練使雄性和雌性大鼠器官發(fā)生的生物分子變化。在大鼠訓(xùn)練期間的不同時(shí)間點(diǎn)，采集了18個(gè)器官和實(shí)體組織、血漿和全血樣本，進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組、代謝組、脂質(zhì)組、磷酸蛋白質(zhì)組、乙酰化蛋白質(zhì)組、泛素化蛋白質(zhì)組、表觀遺傳組和免疫組的分析，這些數(shù)據(jù)涵蓋了19種組織、25種分子平臺(tái)和4個(gè)訓(xùn)練時(shí)間點(diǎn)，共進(jìn)行了9466次檢測(cè)，從中鑒定出因運(yùn)動(dòng)鍛煉產(chǎn)生的多個(gè)分子變化，包括對(duì)免疫、代謝、應(yīng)激響應(yīng)和線粒體通路的普遍調(diào)節(jié)。該研究在多個(gè)組織和部分器官（例如皮下脂肪和腎上腺）中發(fā)現(xiàn)了這些響應(yīng)的性別差異，例如在腎上腺中，運(yùn)動(dòng)鍛煉導(dǎo)致雌性大鼠的基因下調(diào)，但導(dǎo)致雄性大鼠的基因上調(diào)，還發(fā)現(xiàn)了這些基因與激素通路之間的關(guān)聯(lián)。

總的來(lái)說(shuō)，該研究識(shí)別出數(shù)千種共享的和組織特異性的分子變化，在多個(gè)組織中發(fā)現(xiàn)了性別差異。時(shí)間跨度和多組織分析揭示了耐力訓(xùn)練適應(yīng)性反應(yīng)的廣泛生物學(xué)見(jiàn)解，包括對(duì)免疫、代謝、應(yīng)激反應(yīng)和線粒體途徑的廣泛調(diào)節(jié)。運(yùn)動(dòng)鍛煉帶來(lái)的許多變化與人類健康有關(guān)，包括非酒精性脂肪性肝病、炎癥性腸病、心血管健康和組織損傷與恢復(fù)。

該研究中所提供的數(shù)據(jù)和分析將作為寶貴的資源，用于理解和探索耐力訓(xùn)練的多組織分子效應(yīng)，并已在公共存儲(chǔ)庫(kù)（https：//motrpac-data.org/）中公開(kāi)發(fā)布。

就在同一天，體育活動(dòng)分子傳感器聯(lián)盟（MoTrPAC）還在 Nature Metabolism 和 Nature Communications 期刊發(fā)表了兩篇論文。分別揭示了大鼠皮下白色脂肪組織對(duì)運(yùn)動(dòng)鍛煉的性別差異和多組學(xué)響應(yīng)，以及運(yùn)動(dòng)對(duì)復(fù)雜性狀遺傳相關(guān)基因調(diào)控的影響。