衰老,本质上是基因表达的时空动态失衡。
随着衰老相关基因簇的程序性激活与抑制悄然展开,生命的轨迹也随之被改写。而运动,作为一种“经济型疫苗”,正以独特的方式对抗这场生理衰退。它不仅能够重塑基因表达网络、维持代谢稳态,更被证实能激活细胞的年轻潜能,甚至在认知功能修复中展现惊人效果。
与此同时,组学技术正逐步成为揭示机体整体变化的“全景镜像”,为揭示衰老机制与干预策略提供了前所未有的精准视角。接下来,让我们一同回顾近年来运动对抗衰老的关键研究进展,揭开这场“逆龄革命”背后的科学奥秘。
01 ▎持续运动训练的时间动态多组学分析
文献名称:Temporal dynamics of the multi-omic response to endurance exercise training
发表期刊:Nature
影响因子:64.8
主要内容:
2024年,由美国斯坦福大学等机构组成的MoTrPAC研究团队通过多组学分析,系统绘制了大鼠在不同运动时间点全血、血浆及 18 种组织样本的转录组、蛋白质组、代谢组、脂质组、修饰组等多组学动态图谱。研究揭示了上千种共有的或组织特异性的分子变化,并发现多个组织中存在显著的性别差异。研究结果表明,持续运动引发的适应性变化主要涉及免疫调控、代谢重塑、应激响应以及线粒体通路调控等方面。该研究通过多组学整合分析,深入解析了持续性运动训练对不同组织的影响,为运动生理学研究提供了全面的数据支持。这些数据库为后续探索运动对机体的多层次调控机制奠定了重要基础,是运动科学领域的宝贵资源。
对训练后的大鼠进行多组学分析
02 ▎血浆蛋白质组学 vs 大脑衰老
文献名称:Blood factors transfer beneficial effects of exercise on neurogenesis and cognition to the aged brain
发表期刊:Science
影响因子:44.7
主要内容:
2020年,加州大学旧金山分校的研究者利用质谱蛋白质组学技术,对比分析了运动组(老年/成年)与静坐组(老年/成年)小鼠血浆中的蛋白质差异表达谱。研究发现,运动组小鼠血浆中Gpld1的表达水平显著升高,且Gpld1与运动改善神经元功能密切相关。为进一步探究其作用机制,研究者构建了Gpld1过表达小鼠模型,并通过蛋白质组学分析揭示,Gpld1可能通过水解GPI锚定底物来介导运动对神经元功能的改善作用。研究表明,运动锻炼能够延缓衰老进程,其分子机制可能与Gpld1的功能调控有关。这一发现为通过干预手段延缓大脑衰老提供了新的理论依据,同时也为防治年龄相关性神经退行性疾病开辟了潜在的研究方向。
运动组和静坐组血浆中蛋白质差异分析
03 ▎血浆代谢组 vs 肌少症
文献名称:Novel metabolic and lipidomic biomarkers of sarcopenia
发表期刊:J Cachexia Sarcopenia Muscle
影响因子:9.4
主要内容:
肌少症(Sarcopenia)是一种与衰老相关的进行性、广泛性全身骨骼肌质量减少并伴随肌力和功能下降的临床综合征。本研究采用随机对照试验设计,纳入 45 名老年肌少症患者和 47 名性别、年龄匹配的健康对照者,通过1H-核磁共振(NMR)和液相色谱-质谱联用技术(LC-MS/MS)对血浆样本进行代谢组学和脂质组学分析,旨在探索肌少症的潜在生物标志物,并评估抗阻训练联合营养支持(RTNS)的干预效果。研究结果显示,肌少症患者与健康对照者之间存在 12 种显著差异的代谢物,包括PI 32:1、肌肽、异亮氨酸等,这些代谢物在ROC曲线分析中表现出较高的诊断效能。经过 12 周的RTNS干预,肌少症患者的身体性能和身体组成显著改善,握力和骨骼肌质量指数均显著提高。同时,干预后部分代谢物水平趋于恢复,尤其是在RTNS响应显著的代谢物中,这一发现提示RTNS在肌少症治疗中可能发挥重要作用。本研究为肌少症的运动干预提供了血液代谢层面的科学依据,为未来相关研究和临床实践奠定了重要基础。
研究方案和结果
参考文献:
[1] Temporal dynamics of the multi-omic response to endurance exercise training. Nature. 2024 May; 629(8010): 174-183. doi: 10.1038/s41586-023-06877-w. Epub 2024 May 1. PMID: 38693412; PMCID: PMC11062907.
[2] Blood factors transfer beneficial effects of exercise on neurogenesis and cognition to the aged brain. Science. 2020 Jul 10;369(6500):167-173. doi: 10.1126/science.aaw2622. PMID: 32646997; PMCID: PMC7879650.
[3] Novel metabolic and lipidomic biomarkers of sarcopenia. J Cachexia Sarcopenia Muscle. 2024 Oct; 15(5): 2175-2186. doi: 10.1002/jcsm.13567. Epub 2024 Aug 21. PMID: 39169398; PMCID: PMC11446726.