【科學·近距離】

運動有助于健康和抗衰老。但究竟是什么讓運動有這種奇效呢？我國研究團隊歷時6年，首次系統(tǒng)解析了人體對急性單次運動與長期規(guī)律運動的分子-細胞動態(tài)響應譜，揭示腎臟是運動效應的關鍵應答器官——其內(nèi)源代謝物甜菜堿作為衰老延緩的核心分子信使，通過靶向抑制天然免疫樞紐激酶TBK1，協(xié)同阻遏炎癥并緩解多器官衰老進程。

這項研究由中國科學院動物研究所研究員劉光慧、曲靜，聯(lián)合國家生物信息中心研究員張維綺、中國科學院動物研究所研究員宋默識及首都醫(yī)科大學宣武醫(yī)院研究員王思團隊共同完成。日前，相關論文發(fā)表在國際學術期刊《細胞》上。

在之前的研究中，研究團隊已經(jīng)在這方面取得很多成果。例如，系統(tǒng)刻畫了年輕及年老小鼠14種器官組織對長期有氧運動的細胞分子響應特征，在時空尺度上解析了器官間協(xié)同響應的動態(tài)網(wǎng)絡，精準闡明了運動通過重塑節(jié)律因子調(diào)控網(wǎng)絡、激活血管新生信號、抑制多器官慢性炎癥等核心通路從而延緩機體衰老的整合機制，為理解運動系統(tǒng)性延緩衰老提供了新視角。

但是，小鼠研究的結(jié)論，在人類身上同樣適用嗎？

在這項研究中，團隊招募了13名健康男性志愿者，開展了設計嚴格的自身對照試驗。試驗分為三個階段：第一階段為45天的“靜息”基線期，利用嚴格標準化流程控制運動變量及飲食/睡眠等混雜因素；第二階段為一次性40分鐘5公里跑步的急性運動期；第三階段為25天的長期規(guī)律運動期，從隔天一次逐漸過渡到每天一次的5公里跑步。

研究人員通過采集志愿者在不同時間階段的血液和糞便樣本，并結(jié)合健康體檢數(shù)據(jù)，運用多組學分析手段，構(gòu)建了多模態(tài)數(shù)據(jù)耦合分析框架。

借助這一框架，研究人員首次將運動適應性反應這一復雜的系統(tǒng)生物學問題解構(gòu)為一個可量化的多組學動態(tài)網(wǎng)絡，系統(tǒng)解析了單次急性運動與長期規(guī)律運動后的生理適應表現(xiàn)與機制。

那么，運動究竟是如何延緩衰老的呢？科學家們有了三個重要發(fā)現(xiàn)。

其一，急性與長期運動效果是不同的。急性運動激發(fā)“生存應激型”代謝風暴與氧化損傷，而長期運動則驅(qū)動健康導向的代謝-免疫穩(wěn)態(tài)重塑，并建立以代謝重編程、免疫年輕化、表觀遺傳維穩(wěn)及抗氧化能力提升為支柱的多維適應體系。同時，長期運動同步重塑腸道菌群結(jié)構(gòu)，抑制病原共生菌豐度，協(xié)同調(diào)控機體能量代謝。

其二，長期運動能重塑T淋巴細胞年輕態(tài)。從增強外周免疫細胞基因組與表觀遺傳穩(wěn)定性，激活NRF2通路抑制炎癥因子及免疫抑制受體表達，促進T細胞存活、增殖與分化能力延緩三方面，延緩T細胞衰老。

其三，長期運動能誘導腎臟甜菜堿內(nèi)源合成，而小鼠實驗中發(fā)現(xiàn)，甜菜堿能延長小鼠健康壽命，并顯著改善代謝能力、提升腎功能、改善運動協(xié)調(diào)性、改善抑郁樣行為和提升認知能力五大功能指標。而病理組織學與單細胞轉(zhuǎn)錄組的整合分析，進一步證實甜菜堿具有延緩多器官衰老的功效，尤以腎臟與骨骼肌為著。同時，科學家們還解析了甜菜堿延緩衰老的奧秘——它能直接作用于天然免疫激酶TBK1，有效減少免疫細胞浸潤并抑制促炎因子釋放。

這一研究開創(chuàng)了“內(nèi)源性代謝物介導運動效益”的研發(fā)新范式，將復雜的生理效應轉(zhuǎn)化為可量化、可操作的化學語言，為基于代謝重編程的衰老干預開辟了新的路徑。

同時，在臨床轉(zhuǎn)化上也很有前景——科研人員正在加速老年慢病人群甜菜堿藥代動力學研究，搭建體液水平與衰老表型的定量關聯(lián)橋梁；通過多中心臨床試驗，驗證干預的普適性，并整合TBK1磷酸化等標志物，構(gòu)建精準評估體系；此外，探索甜菜堿協(xié)同用藥策略，開發(fā)高選擇性衍生物，以增強抗炎抗衰功效。

盡管仍有一些關鍵科學問題亟待攻克，但這些發(fā)現(xiàn)已深化了對運動健康益處的認知，為推進健康老齡化研究提供了重要的科學依據(jù)。

科學已經(jīng)證實了長期運動的好處，你還等什么？動起來吧！

（本報記者 崔興毅）