撰文：Wayne
積極參加體育活動的生活方式和較少的久坐時間有利於身體健康，這一點已得到世界公認【1】。然而，長期以來的趨勢表明，高收入國家的人們越來越少進行運動【2】。從雙胞胎和家族研究中也可以看出，遺傳因素會影響身體運動水平【3-4】，但為什麼有些人比其他人更喜歡運動，其生物學基礎仍不甚明了。此外，在分子水平上對身體活動的機制理解甚至可以通過藥物干預來實現其有益效果。
為了提高人們對影響身體運動的機制及其在疾病預防中的作用的理解，由瑞典烏普薩拉大學Marcel den Hoed，美國西奈山伊坎醫學院王哲領頭，聯合全世界上百家研究機構的研究人員合作在Nature Genetics上發表了題為Genome-wide association analyses of physical activity and sedentary behavior provide insights into underlying mechanisms and roles in disease prevention的研究論文。該研究將參與研究的70多萬人基因數據結合起來，並通過全基因組關聯分析（GWAS）鑑定出99個DNA位點與人們在閒暇時間花多少時間進行中度至劇烈強度的體育活動或觀看熒幕有關，從而為身體活動機制及其在疾病預防中的作用提供了新的見解。
首先，研究人員納入了來自51項研究的多達703,901人（94.0%為歐洲人、2.1%為非洲人、0.8%為東亞人、1.3%為南亞血統，以及1.9%為的西班牙裔）的數據，對中強度到高強度體育活動（MVPA）、屏幕娛樂時間（LST）、久坐通勤和工作久坐行為進行GWAS分析（圖1）。
圖1. 四種自我報告的體育活動和久坐行為特徵的概述以及其與客觀評估特徵的相關性。
研究人員確定了99個基因位點與四個自我報告的體育活動和久坐行為特徵之一相關：MVPA、LST、久坐通勤和工作久坐行為（圖2）。「我們知道人們往往會高估他們花在體育活動上的時間，但我們發現的大約一半的基因位點也顯示出與使用加速計測量出體育活動密切相關。這近一步增強了我們的發現的可信度。」本研究作者之一，哥本哈根大學的Ruth Loos教授如是解釋。
圖2. 閒暇時間花在中強度到高強度身體活動（MVPA）和屏幕娛樂時間（LST）的環形曼哈頓圖和下游基因優先分析。
接下來，研究人員使用基因位點作為工具變量，並表明較少的屏幕時間會降低肥胖的風險。較少的屏幕時間和更多的中強度至高強度的體育活動也能防止糖尿病、注意力缺陷多動症、抑鬱症和死亡年齡提前。「我們證實了體育活動對身體健康的益處。我們也發現這些益處主要由體育活動對體重的有益影響所驅動。」本文的第一及通訊作者，美國西奈山伊坎醫學院王哲強調。
進一步的分析顯示，與休閒屏幕時間有關的基因位點更經常位於靠近那些在骨骼肌中的活動因力量訓練而改變的基因。這表明，這些基因可能通過影響對訓練的反應來影響採取更積極運動生活方式的可能性。
研究人員對ACTN3基因進行了更深入的研究，並確定了一個位點，該位點改變了一種只存在於快速抽動的骨骼肌纖維中的蛋白質（圖3）。
圖3. ACTN3中的等位基因p.635Ala導致更靈活的ACT N3同源二聚體。
總而言之，研究人員總共在99個DNA區域中確定了46個基因，這些基因可能與連接遺傳和身體活動相關，從而揭示了影響日常生活中身體活動和久坐行為的遺傳變異和分子機制。正如對涉及動機和身體能力的複雜行為所預期的那樣，這些機制發生在多個器官和器官系統中。該研究的因果推論支持重要的公共衛生信息，即體育鍛鍊的生活方式可以降低多種疾病的風險。此外，該論文的通訊作者Marcel den Hoed也表示：「我們目前不能聲稱這46個基因會導致某人在日常生活中或多或少地進行身體活動，但它們為進一步研究提供了很好的線索。也許在未來，甚至有可能在不需要進行體育鍛鍊的情況下觸發體育鍛鍊的有益效果。」
原文連結：
https://www.nature.com/articles/s41588-022-01165-1
製版人：十一
參考文獻
1. Lee, I. M. et al. Effect of physical inactivity on major non-communicable diseases worldwide: an analysis of burden of disease and life expectancy. Lancet 380, 219–229 (2012).
2. Guthold, R., Stevens, G. A., Riley, L. M. & Bull, F. C. Worldwide trends in insufficient physical activity from 2001 to 2016: a pooled analysis of 358 population-based surveys with 1.9 million participants. Lancet Glob. Health 6, e1077–e1086 (2018).
3. den Hoed, M. et al. Heritability of objectively assessed daily physical activity and sedentary behavior. Am. J. Clin. Nutr. 98, 1317–1325 (2013).
4. Stubbe, J. H. et al. Genetic influences on exercise participation in 37,051 twin pairs from seven countries. PLoS ONE 1, e22 (2006).
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