学术经纬 2023-01-19 07:37 发表于北京
我们知道，运动有助于控制体重，预防心血管病、糖尿病、癌症等多种疾病。但你或许有所不知的是，运动的影响更为深远。《自然》（Nature）旗下期刊《科学报告》（Scientific Reports）发表一项研究表明，运动可以从基因水平改善健康。
这项研究中，华盛顿州立大学（Washington State University）团队通过对同卵双胞胎的细胞采样分析发现，同卵双胞胎中，身体活动水平更高的一方不仅在代谢指标上表现得更为健康（以腰围和体重指数[BMI]来衡量），与代谢健康相关的超过50个基因的表达也有所不同。在这项研究中，身体活动水平高定义为每周中高强度活动超过150分钟，这也是国际上普遍推荐的健康成人运动量标准。
截图来源：Scientific Reports
我们的基因通常由“两层”组成。一层是遗传自父母的基因编码序列。另一层是表观遗传——基因编码未发生改变，DNA甲基化等其他因素影响基因表达，并可能遗传给后代；在我们的一生中，基因都会发生表观遗传的动态变化。
由于同卵双胞胎具有相同的基因，因此这项研究表明，个人的行为因素可从表观遗传层面强烈影响基因的表达。
具体来看，研究团队共收集了70对同卵双胞胎的信息。这些双胞胎在儿童时期一起成长，但成年后分开生活。参与者平均年龄为50.2±12.6岁，74.3%为女性，大多（62.6%）参与者教育背景良好，拥有学士学位或更高学位。研究团队收集了他们在2012-2019年期间的身体活动信息（通过可穿戴设备追踪）、腰围、BMI、生活方式信息，并对他们脸颊拭子中的细胞进行分析以揭示表观遗传差异。
分析发现，如果双胞胎的活动水平差距明显（以“中高强度活动150分钟/周”为界限，差距明显定义为1人达标、另1人未达到该水平），那么男性双胞胎之间的DNA甲基化区域差异可达到462处，女性双胞胎之间的差异达到80处。
进一步分析表明，与运动相关的、双胞胎之间有差异的这些DNA甲基化区域与BMI和腰围降低有关；这些区域还涉及到50多个特定的基因，既往研究中已表明这些基因可受到身体活动的影响，且与心脏病、中风、2型糖尿病等代谢危险因素有关。
“既往有研究表明，大多数同卵双胞胎会随着年龄的增长而患上不同的疾病，即使他们具有相同的基因。”研究通讯作者，华盛顿州立大学生物学家Michael Skinner博士指出，“这意味着，个体行为和环境影响，以及表观遗传学，可能是推动疾病发展的因素。”
“这项研究的发现为身体活动与代谢疾病之间的联系提供了一种分子机制。” Skinner博士介绍道，“众所周知，体育锻炼可以降低个体的肥胖风险。但现在看来，通过表观遗传学，运动可以影响大量细胞类型，其中许多与代谢疾病有关。”
参考资料
[1] Duncan, G.E., Avery, A., Thorson, J.L.M., et al., (2022). Epigenome-wide association study of physical activity and physiological parameters in discordant monozygotic twins. Sci Rep, DOI: https:///10.1038/s41598-022-24642-3
[2] Twin study links exercise to beneficial epigenetic changes. Retrieved December 12, 2022 from https:///news/2022-12-twin-links-beneficial-epigenetic.html
