生物钟Bmal1基因与慢性代谢性疾病及其运动干预研究进展*
2022-03-31狄凌云田振军
狄凌云 田振军
(陕西师范大学体育学院暨运动生物学研究所运动与心血管健康研究室,西安710119)
生物钟又称为昼夜节律,是机体内以24 h为周期的行为、生理和分子的周期变化[1]。脑和肌肉芳香烃受体核转运样蛋白1 基因(brain and muscle arnt-like 1,Bmal1)作为生物钟的核心基因,与时钟节律调节因子(circadian locomotor output cycles kaput,Clock)、周期基因(period,Per1、Per2、Per3) 和 隐 花 色 素 基 因(cryptochrome,Cry1、Cry2)等时钟基因组成反馈环路调控机体昼夜节律[2]。机体诸多生理活动均受到生物钟的调节,如睡眠-觉醒周期、葡萄糖代谢、胰岛素分泌、学习记忆等[3]。昼夜节律紊乱和睡眠障碍已成为慢性代谢性疾病患病率显著升高的新危险因素,并均伴随Bmal1的异常表达[4-5]。研究证实,Bmal1与多种慢性代谢性疾病关系密切,如心肌梗死[6]、动脉粥样硬化[7]、糖尿病[8]和骨关节炎[9]等。
2017 年Tahara等[10]报道,运动可参与调节昼夜节律紊乱。2018年国际运动生物化学大会之后,运动科学领域对昼夜节律调控研究呈高度关注。Esser 等报道,运动可通过调节生物钟基因改善骨骼肌代谢[11-12],以降低慢性代谢性疾病的患病风险。因此,运动可能通过上调Bmal1表达调节昼夜节律及机体生理过程,进而改善昼夜节律紊乱及其诱发的多种慢性代谢性疾病。本文梳理生物钟Bmal1基因与慢性代谢性疾病的关系及其运动干预研究进展,旨在为运动防治慢性代谢性疾病提供新思路。
1 Bmal1生物学特征与昼夜节律调控
1.1 Bmal1的生物学特征
早在1997 年,已有研究发现脑和肌肉中的Bmal1(又称为aryl hydrocarbon receptor nuclear translocator-like protein 1,Arntl或Mop3)是哺乳动物体内分子生物钟的核心基因[13-16]。Bmal1位于11号染色体……
