在分子水平上探究運動對人體的影響

科學(xué)家們想知道當(dāng)你運動時，你的身體在分子水平上發(fā)生了什么。在同類規(guī)模**的運動研究項目中，來自美國阿拉巴馬大學(xué)伯明翰分校的研究人員參與了美國國家衛(wèi)生研究院（NIH）收集近2600名志愿者的數(shù)據(jù)并將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為運動導(dǎo)致人體分子變化的綜合圖譜的計劃。

阿拉巴馬大學(xué)伯明翰分校的運動醫(yī)學(xué)中心是美國全國范圍內(nèi)參與NIH資助的體育活動分子傳感器聯(lián)盟（Molecular Transducers of Physical Activity Consortium, MoTrPAC）的臨床站點之一，該聯(lián)盟旨在通過測量健康成年人和兒童在運動前、運動中和運動后的分子變化來增加人們對運動的理解。

阿拉巴馬大學(xué)伯明翰分校醫(yī)學(xué)院細(xì)胞、發(fā)育和綜合生物學(xué)系教授、運動醫(yī)學(xué)中心主任Marcas Bamman博士說，“從幾十年的科學(xué)研究中可以看出，體育活動對健康有很大的好處；但我們并不完全理解其中的原因，特別是在分子水平上。這項大規(guī)模的研究旨在解釋人與人之間的差異，并揭示基于年齡、種族和性別等人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)的差異?！?/span>

如今，MoTrPAC研究人員在Cell期刊上發(fā)表了一篇標(biāo)題為“Molecular Transducers of Physical Activity Consortium (MoTrPAC): Mapping the Dynamic Responses to Exercise”的論文，詳細(xì)介紹了他們在這個雄心勃勃的研究項目中采取的方法。目前，他們正在回顧從一個較小規(guī)模的成年人志愿者群體和多輪臨床前動物模型研究的初始階段中獲得的經(jīng)驗教訓(xùn)，以優(yōu)化他們的方案，并準(zhǔn)備擴(kuò)大規(guī)模進(jìn)行全面招募。

NIH主任Francis S. Collins博士說，“MoTrPAC的推出是為了填補運動研究的重要空白。它將重點從特定的器官或疾病，轉(zhuǎn)移到分子水平上對運動的基本理解---這種理解可能會導(dǎo)致基于個人需求和特征的個性化、指定的運動方案?！?/span>

這項MoTrPAC臨床研究將運動研究中成熟的方法與獨特的研究方面進(jìn)行結(jié)合，以推進(jìn)我們對運動的基本理解。最獨特的研究特點之一是它的規(guī)模。MoTrPAC在其11個臨床站點中設(shè)定了雄心勃勃的目標(biāo)，即在廣泛的年齡范圍內(nèi)（10歲至60多歲）招募約2600名健康志愿者，男女平等參與。

這項研究的一部分將測試一般不活動的參與者完成為期12周的監(jiān)督運動方案后，對運動的反應(yīng)如何變化。久坐的成年人將被隨機分配到耐力訓(xùn)練方案（跑步機、自行車）、阻力訓(xùn)練方案（舉重）或不活動的對照組。低活動量的兒童將被隨機分配到耐力訓(xùn)練方案或?qū)φ战M，在對照組中他們進(jìn)行正?；顒?。對研究的總體規(guī)模有貢獻(xiàn)的是另一組高度活躍的成年人和年輕人，他們將幫助這些研究人員了解在分子水平上運動對這些長時間劇烈、持續(xù)運動的人的影響。

MoTrPAC的另一個獨特之處在于，志愿者在運動前、運動中和運動后提供樣本或生物樣本，這些樣本將接受一系列復(fù)雜的分子檢測。成年人提供血液、脂肪和肌肉組織，而兒童只提供血液樣本。由于對COVID-19的安全擔(dān)憂，目前招募工作處于暫停狀態(tài)，待安全后再恢復(fù)。

Bamman說，“最終，MoTrPAC的目標(biāo)是對人類健康產(chǎn)生積極影響。這項研究和由此產(chǎn)生的數(shù)據(jù)整合是一項巨大的任務(wù)，并提供了一個前所未有的機會來探索運動益處的分子基礎(chǔ)。MoTrPAC收集的關(guān)于廣泛的個人和不同組織的耐力和阻力運動的信息可能會影響運動指南，使其更適合特定人群?！?/span>

Bamman說，有朝一日，醫(yī)生可能會根據(jù)為個人創(chuàng)造**結(jié)果的方法，開出個性化的運動方案。其他研究人員可能會利用這些數(shù)據(jù)來確定模擬運動分子信號的藥物，這可能幫助那些無法運動的人。