ELISA試劑盒研究人員已鑒定出一種由跑步激活的基因通路。如今，在一項新的研究中，這些研究人員發(fā)現(xiàn)了如何利用一種化合物充分地激活久坐的小鼠體內(nèi)的這種基因通路，從而模擬鍛煉的有益效果，包括增加的脂肪燃燒和耐力。它不僅加深我們對有氧耐力（aerobic endurance）的理解，而且也給心臟病、肺部疾病、2型糖尿病或其他健康問題的患者提供利用藥物實現(xiàn)這些益處的希望。

論文共同通信作者、沙克生物醫(yī)學(xué)研究所研究員Ronald Evans說，“*，人們能夠通過訓(xùn)練改善他們的有氧耐力。我們提出的問題是：耐力是如何發(fā)揮作用的？如果我們真地懂科學(xué)，那么我們能夠利用藥物代替訓(xùn)練嗎？”

發(fā)展耐力意味著能夠更長時間地維持有氧運(yùn)動。當(dāng)人們變得更加健康時，他們的肌肉從燃燒碳水化合物（葡萄糖）轉(zhuǎn)換到燃燒脂肪。因此，研究人員猜測耐力是人體中增加的脂肪燃燒能力的體現(xiàn)，不過這個過程的詳細(xì)信息一直是未知的。Evans團(tuán)隊之前對PPARD基因的研究提供了有趣的線索：經(jīng)基因改造而*性地激活PPARD基因的小鼠變成長跑運(yùn)動高手，抵抗體重增加，而且對胰島素具有高度的反應(yīng)性---所有的這些特征都與身體健康相關(guān)聯(lián)。Evans團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)一種被稱作GW1516的化合物類似地激活PPARD基因，重現(xiàn)了正常小鼠中的體重控制和胰島素反應(yīng)性，這也是在這些經(jīng)過基因改造的小鼠中觀察到的。不過，GW1516并不影響耐力（這些小鼠能夠奔跑多長時間），僅當(dāng)它與每天鍛煉結(jié)合在一起時才會影響耐力，這會使得利用它替換鍛煉的目的落空了。

在當(dāng)前的這項研究中，Evans團(tuán)隊讓正常小鼠在更長的時間（8周而不是4周）里服用更高劑量的GW1516。服用這種化合物的小鼠和通常久坐的小鼠都接受踏板運(yùn)動測試以便觀察它們在筋疲力盡之前能夠跑多久。

對照組小鼠在筋疲力盡之前能夠跑大約160分鐘。然而，服用這種藥物的小鼠能夠跑大約270分鐘，增加了大約70%。對這兩組小鼠而言，當(dāng)血糖（血液中的葡萄糖）下降到大約70 mg/dl時，它們就會筋疲力盡，ELISA試劑盒這提示著血糖較低導(dǎo)致疲勞。

為了在分子水平上理解其中發(fā)生了什么，Evans團(tuán)隊比較了這兩組小鼠的一種主要肌肉中的基因表達(dá)。他們發(fā)現(xiàn)作為對這種藥物作出的反應(yīng)，975個基因的表達(dá)發(fā)生變化，要么它們的表達(dá)發(fā)生增加，要么它們的表達(dá)受到抑制。表達(dá)增加的基因調(diào)節(jié)脂肪降解和燃燒。令人吃驚的是，受到抑制的基因與降解碳水化合物獲得能量相關(guān)聯(lián)。這意味著在鍛煉期間，PPARD通路阻止葡萄糖為肌肉提供能量，這可能是為大腦保存葡萄糖。激活脂肪燃燒要比葡萄糖燃燒花費(fèi)更長的時間，這就是為何人體通常燃燒葡萄糖的原因，除非它有說服力的理由不燃燒葡萄糖，比如在高能量消耗期間維持大腦功能。盡管肌肉能夠燃燒葡萄糖或脂肪，但是大腦偏好葡萄糖，這就解釋了為何“突然跑不動了”的跑步者當(dāng)耗盡他們的葡萄糖供應(yīng)時會經(jīng)歷身體疲勞和精神疲勞。

令人關(guān)注的是，服用這種鍛煉藥物（exercise drug, 即GW1516）的小鼠的肌肉并沒有表現(xiàn)出通常伴隨著有氧健身（aerobic fitness）的所有變化：更多的線粒體，更多的血管，肌纖維從燃燒葡萄糖轉(zhuǎn)向燃燒脂肪。這就證實這些變化并不是專門地促進(jìn)有氧耐力產(chǎn)生；通過化學(xué)手段激活一種基因通路也能夠?qū)崿F(xiàn)這一點。除了耐力增加之外，服用這種藥物的小鼠也抵抗體重增加，并且比未服用這種藥物的小鼠產(chǎn)生更強(qiáng)的胰島素反應(yīng)性。

論文*作者、沙克生物醫(yī)學(xué)研究所研究員Weiwei Fan說，“鍛煉激活PPARD基因，但是我們證實你也能夠在不用進(jìn)行機(jī)械訓(xùn)練的情形下激活基因。這意味著你能夠在無需進(jìn)行所有體力活動的情形下將耐力提高到人在訓(xùn)練時達(dá)到的同等水平。”

盡管Evans實驗室的研究是在小鼠體內(nèi)開展的，但是制藥公司對利用這項研究開展人體臨床試驗感興趣。Evans團(tuán)隊能夠展望一下基于GW1516的一種處方藥的許多治療應(yīng)用，如增加肥胖或2型 糖尿病患者中的脂肪燃燒，ELISA試劑盒在進(jìn)行外科手術(shù)之前和之后改善患者的健康。