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“运动荷尔蒙”,一场经典的学术争论

生命在于运动,运动对健康有诸多好处,这可能大家都知道。但运动为什么有利健康?这似乎在分子水平上很难进行解释。曾经有研究团队宣称在动物体内发现了一种“运动荷尔蒙”irisin,能够在运动后增加能量消耗,并能促进机体进行健康的新陈代谢。不过,人类身体在运动后是否能产生irisin,在科学界一直争议不断。

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Irisin这一单词来自是希腊信使女神的名字Iris,首次由哈佛大学医学院的Bruce Spiegelman教授实验室发现。该团队发现FNDC5蛋白的片段——irisin能被分泌到锻炼中的小鼠血液中,促进新陈代谢,促进储存能量的白色脂肪细胞(white fat cells)转变成燃烧能量的褐色脂肪细胞(brown fat cells)。该团队还发现进行耐力训练的人体血清中,irisin水平会增加。


这一发现最先报道于2012年的《Nature》杂志上(Nature, 2012, 481, 463-468, DOI:10.1038/nature10777),也成为治疗肥胖和代谢性疾病的一个很有希望的方法,哈佛大学和Bruce Spiegelman将这项发现授权给了由研究人员参与创建的公司Ember Therapeutics进行商业开发。


如果故事到这里为止,或者该方法能够成功的进行商业运用,这就是一个很有代表性的科研成功案例。但是,irisin作为如此重要的发现,好像拒绝表现平庸,争议旋即而起。


有几个实验室报告说并没有发现锻炼后人体的irisin水平增加,其中两篇主要的反对论文认为人类很少或根本没有irisin。其中之一是德国生物学家Steffen Maak及其同事提出的观念,他们认为用来检测血液中的irisin的商用抗体容易出现假阳性,因此在测量irisin时很可能得到无效的结果(Scientific Reports, 2015, DOI:10.1038/srep08889)。另一篇论文则来自德国进行糖尿病研究的Juergen Eckel研究团队,他们发现人类基因中存在突变,导致人体内的全长irisin蛋白的比其它动物少100倍。因此,他们认为这种激素可能无法给人类带来好处。


情节发展到这里对Spiegelman的研究团队很不利,如果他们不能拿出有说服力的证据证明自己的发现,他们的学术声望将遭到沉重打击。


不过,Spiegelman研究团队并不是“一个人在战斗”,曾经有一个研究团队曾经使用质谱技术证明人类血液中存在源于irisin的肽,但尚未确定激素的水平(Cell Metabolism, 2014, DOI:10.1016/j.cmet.2013.12.017)。在此基础上,Spiegelman的研究小组使用更复杂的过程量化了irisin衍生肽,并将结果刊发于最近的《Cell Metabolism》。


为了加强irisin和运动之间的联系,该团队还对久坐和经常活动的人群进行了比较。他们运用质谱分析发现,连续12周进行有氧锻炼的六人中,其血清平均irisin水平为4.3 ng/mL;而没有进行这样锻炼的四个人中,其血清平均irisin为大约3.6 ng/mL。虽然目前尚不清楚这种激素水平会对细胞和组织产生什么影响,不过Spiegelman和他的团队认为,血清胰岛素浓度可能会受irisin影响。


弗吉尼亚联邦大学的内分泌学家Francesco Celi说,这项技术提供了一个可靠但昂贵的方法来测量irisin。他说,这篇报道将会让这一领域的研究者“如释重负”。


到这里,Spiegelman研究团队好像赢得了争论,毕竟质谱结果本身很难有争议。不过,持怀疑态度的科学家并没有偃旗息鼓,因为就算质谱的结果也很难解释为什么人体内的irisin水平比其他动物低得多。


达勒姆杜克大学的生物化学家Harold Erickson说,“我依然保持怀疑”,他也是质疑抗体检测结果那篇论文的作者之一。奥斯陆大学的营养生物学家Christian Drevon认为,如果这一结果在其他实验室也得到证实,那也只能证明那是一种检测蛋白质的“改进方法”,并不能完全证明irisin与锻炼相关,他说,该项研究中有关锻炼的部分很少。其他研究人员也同意这一观点,他们怀疑,也可能是参与研究的人之间的差异导致了irisin的不同,而不一定是锻炼,更有说服力的结果应该来自观察同一个人运动前后irisin的变化。


面对这些质疑,Spiegelman也承认自己的工作还需要更多证据,他的实验室将继续探索irisin对人的大脑、骨骼及脂肪组织的作用。


看来,科学界关于irisin的争论将持续下去。


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