《自然》：锻炼身体可增加细胞自噬能力

2012-02-06 11:27:05　

核心提示：医生们总是不厌其烦的提醒人们锻炼身体有利于预防很多疾病，包括心脏病、老年痴呆症、糖尿病以及感染等。但是一直以来人们并不清楚锻炼有利于身体健康的生物学分子基础——锻炼促进细胞自噬。 

兜售狗皮膏药的人总是会声称他卖的药能够包治百病，遗憾的是这样的万灵丹药并不存在。然而有些方法却能起到相似的作用，锻炼就是其中之一。 

医生们总是不厌其烦的提醒人们锻炼身体有利于预防很多疾病，包括心脏病、老年痴呆症、糖尿病以及感染等。但是一直以来人们并不清楚锻炼有利于身体健康的生物学分子基础。 

近期来自美国德克萨斯大学西南医学中心的研究人员获得了一些解答这一谜题的线索，他们证实锻炼的奇妙作用在于促进了细胞自噬。相关研究成果在线发表在1月18日的《自然》（Nature）杂志上。 

领导这一研究的是美国德克萨斯大学西南医学中心自噬研究部门负责人、内科学及微生物学系Beth Levine教授，她曾在自噬领域做出过大量重要的研究发现。1999年，她发现了第一个与乳腺癌抑制因子相关的哺乳动物自噬基因beclin1，这是科学家们首次发现与人类基因相关的自噬基因。 

自噬（autophagy）是由Ashford 和Porter在1962 年发现细胞内有“自己吃自己”的现象后提出的，是指从粗面内质网的无核糖体附着区脱落的双层膜包裹部分胞质和细胞内需降解的细胞器、蛋白质等成分形成自噬体（autophagosome），并与溶酶体融合形成自噬溶酶体，降解其所包裹的内容物，以实现细胞本身的代谢需要和某些细胞器的更新的一个分解代谢过程。自噬作为一种进化上非常古老和保守的代谢途径，参与调节细胞物质的合成，降解和重新利用之间的代谢平衡，影响参与到生物生命过程的方方面面。 

“我们推测锻炼有可能和饥饿一样，通过促进细胞自噬来满足对能量需求的增加，”Beth Levine说。 

为了验证这一猜想，研究人员构建出了一种携带BCl-2突变基因的转基因小鼠，BCl-2突变使得转基因小鼠无法在受到刺激（例如锻炼、饥饿）时发生细胞自噬。研究人员旨在利用这种方法确定运动对于自噬及小鼠身体的影响。 

随后研究人员将正常及转基因小鼠放到跑步机上半个小时，他们发现相比于正常的小鼠，转基因小鼠很早就表现出精疲力竭。这是因为突变小鼠不能提高自体吞噬，导致糖代谢异常，从而无法生成足够的能量。 

在接下来的高脂饮食试验中，研究人员再次验证了这一结果。他们发现在缺乏锻炼的情况下，给予高脂饮食的野生型小鼠和转基因小鼠体重均显著增高，并患上了与2型糖尿病相似的疾病。然而在正常锻炼的情况下，研究人员发现尽管运动使得两组小鼠体重下降，但突变小鼠的血糖水平仍然偏高。 

Levine认为新研究结果表明了自噬是锻炼促进健康的重要生理机制。通过操纵自噬作用有可能成为糖尿病治疗的一条新途径。该研究小组还打算在下阶段的试验研究中更进一步的解析自噬在锻炼预防其他疾病中的作用，包括癌症、神经退行性疾病以及衰老等。 （来源：生物通 何嫱）