人鼠同源基因运动转录组学的比较：基于GEPREP数据库的异同分析.pdfVIP

ReviewsandMonograghs综述与专论

生物化学与生物物理进展

ProgressinBiochemistryandBiophysics

2025，52（6）：1617~1630

人鼠同源基因运动转录组学的比较：

基于GEPREP数据库的异同分析*

孙倩1）**陶唯楚1）**王茹1）***徐炳祥1，2）***

1）2）

（上海体育大学运动健康学院，上海200438；河北工业大学生命科学与健康工程学院，河北省分子生物物理重点实验室，天津300130）

摘要运动作为一种非药物干预手段，在代谢调控、神经可塑性和免疫稳态维持中具有关键作用。然而，人类运动研究受

限于肌肉、大脑等关键组织的取样伦理限制，而小鼠等啮齿类模型虽然在运动模式和代谢率上存在与人类的生理差异，但

约70%的基因在人类与小鼠间具有保守性，为跨物种比较提供了分子基础。本文利用整合多平台运动转录组数据的基于

RNA测序的运动反应的基因表达谱（GEPREP）数据库，开展跨物种比较分析。通过严格的标准化流程（包括直系同源基

因转换和低表达基因过滤），采用混合效应模型评估差异基因表达。结果发现，在急性有氧运动中，ATF3、PPARGC1A和

ANKRD1等基因在人类和小鼠中共同上调，涉及肌肉应激反应和代谢调控等保守通路。然而，慢性运动中物种特异性差异

显著增加，表现为离子转运、细胞外基质（ECM）组织等功能的基因表达分歧。功能富集分析显示，保守基因主要参与肌

肉发育和能量代谢，而物种特异性基因则与肌肉收缩等过程相关。上述分析结果表明在动物模型转化应用中需重视物种差

异，建议未来整合多组学数据并拓展至其他组织研究。通过验证关键基因和开发物种特异性编辑模型，可进一步揭示运动

干预的进化逻辑，为个性化运动处方开发提供理论依据。

关键词运动转录组，同源基因，有氧运动，急性运动，长期运动

中图分类号G804.7，Q753DOI：10.16476/j.pibb.2025.0204CSTR：32369.14.pibb

运动作为一种非药物干预手段，在代谢调控、化过程中形成的特定适应性机制。汇集横跨多个物

神经可塑性和免疫稳态维持中发挥着核心作用。近种的多项研究的大规模荟萃分析，是回答基因表达

年来，随着转录组学技术的突破性进展，研究者们调控在运动响应中的物种间保守性和特异性问题的

开始从分子层面揭示运动诱导的基因表达重编程如可行方法。

何引发跨器官适应性响应。然而，当前研究面临一然而，目前基于运动转录组的荟萃分析研究主

个重要困境：人类运动研究受限于组织取样伦理要聚焦于人类骨骼肌的运动响应分析，其核心目标

（尤其是肌肉和脑组织等关键器官），而常用的啮齿在于揭示新型运动响应基因及其调控网络。例如，

类动物模型（如小鼠）又与人类存在运动模式和代［1］

Amar等的研究通过整合43项研究的739份人类

谢速率等生理差异。这一困境使得跨物种比较研究骨骼肌和血液样本转录组数据，运用线性混合效应

显得尤为重要。人类和小鼠基因组中约70%的基

模型系统评估了蛋白质编码基因表达水平对运动负

因具有保守性（OrthoDB数据库数据），这为跨物

荷的动态响应，成功鉴定了以SMAD家族成员3

种比较提供了分子基础。以AMP依赖蛋白激酶

（smallmotheragainstdecapentaplegicfamily

（AMP-activatedproteinkinase，AMPK）/过氧化物

酶体增殖物激活受体γ共激活剂1α（peroxis