Aging Cell：晚年锻炼在表观遗传水平上延缓骨骼肌衰老

2022年1月31日讯/生物谷BIOON/---对于那些讨厌锻炼的人来说，有一些更坏的消息：锻炼还可能让人保持年轻。不仅仅是看起来更年轻，而是从表观遗传学的角度来看，实际上更年轻。到现在为止，锻炼的好处已经得到确认，包括增加骨骼和肌肉的力量，改善活动能力和耐力，以及降低患心脏病、糖尿病和高血压的风险。在一项新的研究中，来自美国阿肯色大学、德克萨斯大学和肯塔基大学的研究人员指出情况可能就是如此。相关研究结果近期发表在Aging Cell期刊上，论文标题为“Late-life exercise mitigates skeletal muscle epigenetic aging”。论文通讯作者为阿肯色大学卫生、人类行为与娱乐系助理教授Kevin Murach博士。

小鼠的训练营

虽然这篇论文中有大量的数据，反映了几种分析工具的使用，但是产生这些数据的实验却相对简单。处于自然寿命末期（22个月）的实验室小鼠被允许接触到一个负重的运动轮。一般来说，小鼠不需要强迫就能跑，并且会自愿跑。年老的小鼠每天会跑6～8公里，大部分是冲刺跑，而年轻的小鼠可能跑到10～12公里。这个负重运动轮保证了它们的肌肉锻炼。虽然没有直接类似于大多数人类的锻炼方式，但Murach将这比作“一个士兵背着沉重的背包跑了很多英里”。

启动子甲基化在年轻小鼠、年老久坐的小鼠和年老的接受渐进式负重运动轮跑步的小鼠肌肉中的变化。图片来自Aging Cell, 2021, doi:10.1111/acel.13527。

当对经过两个月的渐进式负重运动轮跑步的这些小鼠进行研究时，这些作者确定它们的表观遗传年龄比同龄24个月的静止小鼠小8周。Murach指出，虽然小鼠的具体品系和它们的居住条件会影响寿命，“历史上看，它们的寿命在24个月后开始以显著的速度下降”。不用说，当寿命以月为单位时，额外的8周---大约是小鼠正常寿命的10%---是一个值得注意的收获。

甲基化

这背后的科学虽然复杂，但主要取决于一种称为DNA甲基化的生物过程。甲基化指的是甲基附着在基因的外面，使得基因更有可能或更不可能激活和产生特定的蛋白。

随着身体的老化，肌肉中基因的启动子的DNA甲基化往往会增加，甚至是超甲基化。Murach解释说，“DNA甲基化在人的一生中的变化往往以某种系统的方式发生，以至于你可以从一种特定的组织样本中观察某人的DNA，并在相当程度上准确地预测他们的实足年龄（chronological age）。”由于这一点，科学家们可以使用一些“甲基化时钟（methylation clock）”中的一个来确定DNA样本的年龄。

DNA甲基化、衰老和锻炼

虽然这篇论文加强了锻炼的理由，但仍有许多需要学习的地方。尽管甲基化和衰老之间的联系是明确的，但甲基化和肌肉功能之间的联系却不那么明确。Murach还没有准备好说锻炼逆转甲基化是改善肌肉健康的原因。他解释说，“这不是这项研究的目的。”然而，他打算在未来进行研究，以确定“甲基化的变化是否会导致肌肉功能的改变”。

他继续说，“如果是这样，这有什么后果？在这些特定的甲基化位点上的变化会产生实际的表型吗？它是导致衰老的原因还是只是与之相关？它只是与衰老过程中发生的各种其他事情一起发生的吗? 这是我们所不知道的。”（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Kevin A. Murach et al. Late‐life exercise mitigates skeletal muscle epigenetic aging. Aging Cell, 2021, doi:10.1111/acel.13527.