近日，华中科技大学同济医学院附属协和医院陈莉莉课题组在《自然·代谢》杂志发表论文，研究者们发现，小鼠在活动期早期运动，能调动更多与骨骼发育和代谢相关的基因，骨骼生长更多！

研究者还发现，这一过程有氧化磷酸化的参与，使用相关药物调控代谢可以促进骨骼生长。

论文题图

研究者选中了一天中的6个时间点来测试运动的长高效果，让小鼠在特定时间运动30分钟，每周运动5天，持续五周，具体时间安排可以看下图。要注意的是，小鼠是夜行动物，所以晚上才是它们的活动期。

锻炼期结束后，给小鼠拍摄CT检查骨骼生长情况。研究者发现，ZT5和ZT9运动的小鼠和没运动的小鼠骨骼情况相当，但在ZT13运动的小鼠骨骼有了显著的增长，股骨长度增加了5%，骨体积分数（BV/TV）增长了26%，骨小梁厚度增加了54%。

ZT13运动小鼠腿骨又长又壮 

骨骼生长主要依赖骨骼生长板的软骨细胞活动，研究者分析了骨骼生长增加的四个组小鼠（ZT1/13/17/21）运动后软骨成骨组织的转录组数据，发现了相当显著的变化。其中，ZT13小鼠的转录变化幅度最大，表达增加和减少的基因分别占比10.1%和10.3%。

ZT13小鼠转录组变化剧烈

这些剧烈变化的基因中，骨骼生长、基质生物合成和能量代谢相关的基因富集。

尤其值得关注的是，成骨相关的AMPK通路在ZT13小鼠中特异性激活了，研究者还观察到了与氧化磷酸化和TCA循环有关的基因的富集。ZT21和ZT1小鼠中，则观察到了更多的与糖酵解有关的基因。

研究者对比了小鼠运动后软骨不同时间基因表达与其内在基因表达节律的一致性，发现了有趣的现象。

ZT13运动促进了节律性基因的表达，同时维持了节律稳态，这最终协同促进了骨骼的生长。反过来，看ZT5小鼠的基因节律之混乱，似乎可以感受到小鼠梦中被叫醒去跑步的崩溃。

分析小鼠的代谢组数据，研究者们发现ZT13小鼠的TCA循环和氧化磷酸化更加活跃，产生了更多的ATP。

使用寡毒素A抑制小鼠的氧化磷酸化，可以显著减少运动促进的骨形成；给小鼠使用氧化磷酸化激活剂AICAR，则能增加小鼠的骨形成。

参考资料：

[1]https://www.nature.com/articles/s42255-024-01057-0