无需挥汗也能抗衰？中国团队揭秘甜菜碱如何成为 “运动替身” 逆转衰老

你是否想过，为何一次酣畅淋漓的跑步后，身体会感到轻快？为何长期运动的人更能抵御慢性病的侵袭？从古罗马角斗士到现代健身爱好者，人类对运动益处的认知历经千年，但直到今天，我们仍未完全揭开运动重塑健康的分子奥秘。当下，全球65岁以上人口已超7亿，衰老相关疾病如阿尔茨海默病、心血管疾病的发病率逐年攀升，而现代人久坐少动的生活方式更让“健康衰老”成为亟待破解的命题。运动作为天然的“抗衰老剂”，其背后是否隐藏着可被模拟的分子信号？这正是本研究试图攻克的核心问题。

研究目的：从运动中提取“青春密钥”

在这一背景下，我们踏上了一场跨学科的科学之旅：通过系统性剖析运动对人体的分子重塑效应，寻找能够模拟运动抗衰老作用的关键分子。我们的目标清晰而宏大：不仅要揭示运动改善代谢、抑制炎症的分子机制，更要找到一种“运动替代品”——它无需挥汗如雨，却能通过激活相同的生物通路，成为对抗衰老的“分子开关”。

研究设计：双轨探索之旅：从人体到小鼠的分子追踪

人体实验：13名健康男性的运动日

本研究招募了13名24-33岁的健康男性，设计了“基线期-急性运动-长期运动”的三阶段干预：

45天基线期：记录日常活动与生理指标，建立健康基线；

急性运动（AE）：一次5公里快跑（8km/h），捕捉即时生理响应；

长期运动（LE）：25天规律跑步训练，探究适应性分子变化。
每个阶段采集血液、粪便样本，并进行身体成分、炎症因子等全方位检测。

动物实验：小鼠身上的“时光机”实验

运动组：16月龄小鼠（相当于人类中年）进行2周跑步机训练，解析组织中分子变化；

甜菜碱干预组：24月龄衰老小鼠（相当于人类老年）饮用0.1%甜菜碱水3个月，对比衰老指标改善情况。

衰老小鼠补充甜菜碱后，多个组织中SA-β-Gal、p21和p53水平均显著下降，同时代表炎症的免疫细胞浸润也明显减少

研究方法：多组学技术解锁分子宇宙

我们如同“分子侦探”，运用尖端技术搭建多维分析网络：

单细胞转录组学：剖析外周血中23种免疫细胞的基因表达图谱，追踪运动对细胞活性的调控；

血浆蛋白质组与代谢组：通过质谱技术鉴定16,652种分子，发现运动诱导的关键代谢物（如甜菜碱）；

粪便微生物组：解析肠道菌群与运动抗炎效应的关联；

细胞功能实验：在人巨噬细胞、肾上皮细胞等模型中，验证甜菜碱对炎症和衰老的抑制作用；

分子机制验证：通过蛋白互作实验证实甜菜碱与TBK1激酶的直接结合，揭示其抗炎靶点。

研究结果：甜菜碱——运动的“分子信使”

运动对人体的双向调节：从急性响应到长期适应

急性运动（AE）触发短暂代谢风暴：非酯化脂肪酸（NEFAs）升高2.84倍，炎症因子IL-6激增，但长期运动（LE）却逆转这一趋势，降低hsCRP、TNF-α等促炎因子水平。

LE特异性提升血浆甜菜碱水平，其肾脏合成通路关键酶CHDH表达增加，提示肾脏是运动诱导甜菜碱的“生产工厂”。

甜菜碱的抗衰老“组合拳”

细胞层面：甜菜碱预处理抑制LPS诱导的炎症因子（TNF-α、IL-6）分泌，降低ROS水平，并减少衰老细胞标志物（SA-β-Gal、p21）表达。

动物模型：老年小鼠饮用甜菜碱后，肌肉力量（握力提升15%）、平衡能力（转棒实验停留时间延长20%）及认知功能（Y迷宫探索距离增加18%）显著改善，肾脏、肝脏等组织的脂质沉积和纤维化减轻。

分子机制：甜菜碱“掐断”衰老信号的传导链

甜菜碱直接结合TBK1激酶，抑制其磷酸化活性，进而阻断IRF3/NF-κB炎症通路，同时通过维持异染色质稳定性（H3K9me3）延缓细胞衰老。

年小鼠补充甜菜碱后，多个组织中SA-β-Gal、p21和p53水平均显著下降，同时代表炎症的免疫细胞浸润也明显减少

研究结论：从实验室到生活的“运动模拟”新范式

本研究首次系统性揭示了运动通过调控甜菜碱代谢发挥抗衰老作用的分子路径。作为运动的“化学替身”，甜菜碱无需运动即可激活相似的健康获益，为无法规律运动的人群（如老年人、慢性病患者）提供了“抗衰老蓝图”。未来，我们有望基于这一发现开发“运动药片”，让甜菜碱成为对抗衰老的“分子疫苗”。当然，这只是探索的开始——更多运动相关的“青春分子”仍待发现，而解码它们，或许正是人类实现健康老龄化的关键。

参考文献

Geng L, Ping J, Wu R, Yan H, Zhang H, Zhuang Y, Ning T, Wang J, Liang C, Zhang J, Chu Q, Zhang J, Wen Y, Jing Y, Sun S, Qiao Q, Zhao Q, Ji Q, Ma S, Cai Y, Zheng Y, Zou Z, Diao Z, Li M, Zhang H, Hu J, Fu L, Kang W, Bai R, Zhao H, Zhang S, Ding Y, Lei J, Wang W, Ji Y, Gou B, Sun G, Yin J, Yan P, Li H, Wang Z, Ma S, Liu Z, Shan H, Wang Q, Cao T, Yang S, Wang C, Yang P, Fan Y, Ye Y, Hu J, Jiang M, Wang Y, Liu K, Li Y, Li Y, Li J, Ci W, Jin ZB, Fu X, Zhang X, Zhao G, Izpisua Belmonte JC, Wang S, Song M, Zhang W, Qu J, Liu GH. Systematic profiling reveals betaine as an exercise mimetic for geroprotection. Cell. 2025 Jun 25:S0092-8674(25)00635-X. doi: 10.1016/j.cell.2025.06.001. Epub ahead of print. PMID: 40570836.