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陈丽/侯新国教授团队在Nature Communications杂志发表骨骼肌生物钟调控运动适应性机制最新成果
2025-07-09 18:52 刘继东    (点击: )

近日,山东大学齐鲁医院内分泌与代谢病团队联合美国贝勒医学院团队教授,在《Nature Communications》杂志上(中科院一区,5年IF=17.2)发表了题为“Muscle Rev-erb controls time-dependent adaptations to chronic exercise in mice”的研究论文,系统揭示了骨骼肌生物钟核心基因Rev-erb在运动适应中的关键调控作用。山东大学齐鲁医院内分泌与代谢病科侯新国教授与贝勒医学院孙正教授为本研究的共同通讯作者,齐鲁医院刘继东主治医师为首位第一作者、山东大学第二医院肖芳副主任医师、Abhinav Choubey博士为共同第一作者。

长期以来,运动训练的最佳时机及其潜在生物学机制始终未被充分阐明。尽管运动被广泛认为对代谢健康和肌肉功能具有重要益处,但人们对于“何时运动更有效”这一问题仍存在争议。生物钟作为机体调控代谢节律和能量稳态的核心机制,其在骨骼肌运动适应性中的作用尚不明确。研究团队通过精细设计的慢性运动训练模型发现:在小鼠的睡前阶段进行低强度跑步运动,可更有效提升肌肉收缩能力和全身葡萄糖耐量,其效果显著优于晨起运动。这一发现挑战了传统“晨练最佳”的观点,强调运动的时间选择应结合机体的生物时间窗,即使是温和的运动强度,若与生物节律相契合,也可获得显著的代谢获益。

进一步的机制研究中,作者利用骨骼肌特异性Rev-erb敲除小鼠,结合转录组、ChIP-seq和代谢组学分析,证实Rev-erb作为核心昼夜节律转录因子,在调控运动代谢适应中发挥关键作用。Rev-erb通过调控下游代谢基因网络,精准调节肌肉对脂肪酸或葡萄糖的能量偏好,进而影响运动过程中的能量利用效率。

本研究的关键突破在于揭示:骨骼肌内在的昼夜节律系统,而非外部进食或运动行为本身,是驱动运动适应产生时间依赖性的核心因素。肌肉中Rev-erb节律的相位变化,与运动刺激之间的协调关系,决定了训练是否能有效诱导有益的代谢重编程与肌肉功能提升。

齐鲁医院内分泌与代谢病团队长期专注于生物钟与代谢领域的研究。2021年,该团队在《Nature》正刊发表研究成果,揭示了下丘脑中枢调控肝脏糖代谢昼夜节律的机制。本次研究的发现不仅深化了我们对骨骼肌生物钟功能的认识,也为基于时间的运动干预优化代谢健康提供了重要的理论支持和应用前景。本研究获得国家科技重大专项、国家重点研发计划、山东省自然科学基金与山东省泰山学者计划等项目的资助。山东省内分泌与代谢疾病时空调控与精准干预重点实验室为本研究提供了平台支持。

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