長期運動可延緩全身多器官衰老

2023.1.07

原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/1/492221.shtm

1月6日，中國科學院動物研究所研究員劉光慧課題組、研究員曲靜課題組和中國科學院北京基因組研究所研究員張維綺課題組合作，在《創(chuàng)新》雜志在線發(fā)表論文，該研究系統(tǒng)繪制了機體14種組織器官在長期有氧運動下的單細胞全景圖譜，發(fā)現(xiàn)長期運動可以明顯降低年老個體的泛組織衰老程度，且能增強機體的抗感染能力。

研究人員將年輕小鼠（2月齡，相當于人類18歲）和年老小鼠（16月齡，相當于人類55歲）隨機分為運動組和對照組，并借助自動化運動裝置“引導”年輕和年老動物進行了長達12個月（相當于人類的35年）的自主運動鍛煉。通過行為學評估發(fā)現(xiàn)，長期有氧運動不僅增加了小鼠的肌肉耐力，還增強了小鼠的學習及記憶能力。此外，經(jīng)過運動后，小鼠血液中炎性因子的含量相較對照組小鼠明顯降低。

為了進一步揭示運動對機體不同器官和細胞類型的影響，研究人員分離獲得了各組動物的大腦、小腦、脊髓、肺、心臟、骨骼肌、肝、腎、小腸、睪丸、脾臟、骨髓、主動脈、外周血共14種組織器官，基于高分辨率的單細胞或單細胞核轉(zhuǎn)錄組測序，系統(tǒng)繪制了運動組和對照組小鼠的泛組織單細胞基因表達全景圖譜。

“結(jié)果表明，運動可以誘導全身多種細胞類型基因表達的顯著改變，其中以年老小鼠的大腦、小腦和脊髓以及年輕小鼠的主動脈、腎臟、小腸和睪丸對運動的響應(yīng)最敏感?！?論文第一作者、中科院動物研究所助理研究員孫淑慧介紹。

此外，研究者還發(fā)現(xiàn)，小鼠心肌和骨骼肌中的基因表達改變對運動高度敏感，這與橫紋肌組織中線粒體數(shù)目隨運動上調(diào)相一致。這表明，長期有氧運動可以重塑機體多種器官組織的結(jié)構(gòu)和功能，提升多種器官的生理功能，增強個體的學習記憶能力。

進一步的機制研究表明，核心節(jié)律轉(zhuǎn)錄因子BMAL1的表達上調(diào)介導了運動對衰老過程中心血管的保護作用。

論文共同第一作者、中科院動物研究所副研究員馬帥表示，“該研究首次在單細胞水平揭示了年輕和年老個體對運動響應(yīng)狀態(tài)的差異，系統(tǒng)解析了運動引起的不同細胞類型的分子變化規(guī)律，闡明了運動延緩機體衰老的關(guān)鍵機制及核心因子，為發(fā)展新型衰老干預策略提供了潛在分子靶標。”

該論文的第一作者為中科院動物研究所助理研究員孫淑慧、副研究員馬帥、特別研究助理蔡雨生、博士生楊遠涵，首都醫(yī)科大學宣武醫(yī)院研究員王思，中科院北京基因組研究所研究員任捷。

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