中國科學院動物研究所劉光慧、曲靜聯合國家生物信息中心張維綺、中國科學院動物研究所宋默識及首都醫科大學宣武醫院王思，系統揭示了運動延緩衰老的分子機制，證實天然代謝物甜菜堿是介導運動保護信號的關鍵介質。這一研究開創了基于“運動模擬藥物”實現系統性抗衰干預的全新策略。相關研究發表于《細胞》。
運動是公認高效且低成本的健康促進與抗衰干預策略，然而其深層分子機制尚未完全闡明。此前，研究團隊開展了運動影響小鼠健康的研究項目，為深入解析運動對人類健康的復雜效應及開發靶向干預策略奠定了前期基礎。
在本研究中，研究團隊運用多組學分析手段，構建了多模態數據耦合分析框架。借助這一框架，研究人員首次將運動適應性反應這一復雜的系統生物學問題解構為一個可量化的多組學動態網絡。進一步結合“人-鼠”跨物種驗證體系，系統解析了單次急性運動與長期規律運動后的生理適應表現與機制。
研究發現，急性運動激活IL-6/皮質酮通路，觸發以生存為導向的炎癥應激反應；而長期運動則通過腎臟-甜菜堿-TBK1抑制軸，推動系統性抗炎穩態的重建。這一成果動態全景式地繪制出運動代謝重編程的軌跡——從急性期的氨基酸耗竭型“代謝混沌態”，逐步演進至長期適應期的甜菜堿協調型“多器官穩態期”。
研究進一步將運動效應解碼為可靶向的化學通路，證實天然代謝物甜菜堿是介導運動保護信號的關鍵介質。通過抑制TBK1激酶，甜菜堿傳遞健康效應，并構建了“靶點識別-機制驗證”的化學生物學閉環。這些發現為“運動即良藥”提供了跨尺度（分子-細胞-器官）、跨物種、多層級的科學證據。
在轉化應用層面，甜菜堿被確立為首個機制明確的天然“運動模擬物”。其低劑量有效性和良好的安全性，為無法耐受長期高強度運動的老年群體提供了一種潛在的抗衰替代策略。該研究開創了“內源性代謝物介導運動效益”的研發新范式，將復雜的生理效應轉化為可量化、可操作的化學語言，為基于代謝重編程的衰老干預開辟了新的路徑。
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https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.06.001