上海
近日，国际顶尖学术期刊《Cell》发表一项里重磅研究：科学家首次绘制出慢性运动的全身多组学分子图谱，通过对小鼠进行为期8周的自主跑轮运动训练，系统分析了22种组织与血浆在运动和静息状态下的分子变化，为理解运动如何从分子层面改善健康提供了前所未有的全景视角。
图形摘要
覆盖全身22种组织，构建运动适应的多维图谱
研究团队让实验小鼠进行为期8周的自主跑轮运动，随后在其活跃期和非活跃期分别采集22种组织及血浆样本，开展了大规模RNA测序、代谢组学、蛋白质组学，以及单细胞核RNA和甲基化测序分析。结果显示，运动诱导了经典的肌纤维类型转换，并在全身范围内引发了广泛而具有组织特异性的重塑。其中，骨骼肌的转录组变化最为显著。值得注意的是，除下丘脑、肾脏和肺之外，大多数组织在活跃期表现出更为剧烈的分子改变。
研究还揭示了一个重要发现——运动对雄性和雌性个体的影响存在显著差异。雌性小鼠展现出更为广泛的转录响应，并伴有独特的基因下调模式。这一发现提示，未来针对不同性别的个性化运动处方或许有其科学依据。
单核水平解码：揭示传统研究无法捕捉的表观遗传重塑
该研究的一大技术突破在于，将单核甲基化组与转录组数据进行配对分析，成功解析了驱动运动诱导表观遗传重塑的具体细胞类型——这是传统整体组织研究方法无法实现的。
研究团队在特定肌细胞核中发现了协调的基因体去甲基化与转录变化，这些变化与肌纤维类型的转换密切相关。这种细胞类型分辨率的甲基化分析，包括在肌肉中表征的部分甲基化区域，揭示了训练引发的强烈且具有性别偏好的表观遗传响应。
研究团队利用机器学习算法，识别出了一套在不同哺乳动物物种间高度保守的运动分子特征。这意味着，从小鼠到人类，运动激活的核心分子通路可能是共通的，为将基础研究成果向临床应用转化奠定了坚实基础。
研究意义与未来展望
该研究是迄今为止最全面的运动分子效应图谱之一。运动能够降低全因死亡率，但其在器官、性别和昼夜节律层面的分子机制一直未被充分理解，该研究填补了这一空白。这一多组学图谱不仅为理解运动促进健康的分子机制提供了宝贵资源，也为开发模拟运动效应的药物、制定个体化的运动方案，以及探索运动在疾病预防和治疗中的应用开辟了新路径。
https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(26)01185-2
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