壓腿就能抗衰老？運動延壽的功勞可能要記在骨頭上

本文是专业学术论文解读，不做医疗建议。

运动能抗衰老，这大概是人类手上证据最“硬”的健康秘诀之一。几十年来，流行病学数据和动物实验都显示，保持适度活动的个体活得更久，患痴呆、心血管疾病和代谢综合征的风险更低。

但在这背后，一个更基础的问题却始终没有明确答案：运动时，究竟是身体里的哪一部分执行着抗衰老的任务？

过去十几年，主流研究告诉我们，答案或许是肌肉：骨骼肌收缩，向血液中释放一系列统称为“肌肉因子”（myokine）的信号分子，促进神经生长的同时，还能抑制慢性炎症。围绕这些分子，领域内逐渐形成了共识：运动之所以抗衰老，是因为肌肉充当了内分泌器官，向全身“广播”保护信号。

但近日，南方医科大学白晓春团队发表在《细胞-代谢》（Cell Metabolism）上的一项研究提示我们，该理论可能低估了一个重要角色的作用：骨头。

实验中，研究人员每周 2 次对老年小鼠的腿骨施加有节奏的机械压力，持续 4 个月后发现，小鼠的认知和运动能力明显改善，多个器官的衰老指标得到逆转，中位寿命延长了 80 天左右，大致相当于人类多活 9 年。

图 | 3 月龄年轻鼠、31 月龄普通老鼠、31 月龄接受机械压力的老鼠对比。（来源：Cell Metabolism）

一个被低估的器官

在大多数人的印象里，骨骼是一副坚硬的架子，只负责支撑身体、保护内脏，老了以后还容易疏松。实际上，骨骼占成年人体重的 20% 以上，骨髓腔也是造血干细胞和免疫细胞的发源地。

埋在骨基质深处的骨细胞（osteocyte）约占骨组织细胞总数的 90%，它们伸出细长的突起彼此相连，构成一张遍布骨骼的感应网络，是骨骼感知力学负荷的主要细胞。

过去十多年，研究者陆续发现骨骼会分泌骨钙素、硬骨素等“骨源性因子”（osteokine），参与调节血糖、脂代谢乃至认知功能。

运动时，骨骼和肌肉承受着同样的拉伸、挤压与扭转。既然骨骼能感受这些力，又能向血液释放信号分子，它有没有可能也参与了运动对全身衰老的调节？

白晓春团队在骨源性因子方向的积累是回答这一问题的关键基础。2024 年，他们与中国科学院深圳先进技术研究院陈棣团队合作，在《细胞-代谢》发表了一项多组学研究，从骨组织、血清和骨髓中鉴定出 375 种具有潜在功能的骨源性因子，并发现衰老的成骨细胞能把衰老信号传递给血管平滑肌细胞。

此次发表的新研究是这条思路的延续，并在骨骼的力学感知能力与全身衰老之间建立起了直接联系。

研究的切入点是骨细胞膜上的一类压敏蛋白，名为 PIEZO1（压电型机械敏感离子通道 1）。它能将细胞膜受到的牵拉转化为电信号，其发现者、美国斯克里普斯研究所（Scripps Research）的阿登·帕塔普蒂安（Ardem Patapoutian）因相关工作分享了 2021 年诺贝尔生理学或医学奖。

研究团队发现，在小鼠和人类体内，骨组织和骨细胞中的 PIEZO1 水平都会随年龄下降。为了检验这种下降是否会推动衰老，研究者构建了一种成年后骨细胞中就会失去 PIEZO1 的基因工程小鼠。

敲除相关基因后，仅仅过了 5 个月，这些小鼠就变得毛发粗糙、尾部僵硬，随之而来的是记忆力衰退和多器官加速衰老。研究团队利用脑、肝、肌肉和骨骼的基因表达数据为其构建“转录组衰老时钟”，结果显示，这些小鼠组织的生物学年龄平均比实际年龄老了约 7 个月。这种衰老也显著体现在寿命数据上：雄鼠中位寿命缩短 13.2%，雌鼠缩短 10.7%。

骨骼失去“感知力”会让全身加速衰老，那么反过来增加骨骼受到的力学刺激，结果又会怎样？

研究团队采用一种名为动态胫骨轴向加载（DTAL）的方式进行干预，对麻醉状态下的小鼠双腿施加周期性压力。与跑轮等自主运动相比，这种方式几乎只作用于骨骼，力的大小、频率和次数都能得到精确控制。

结果显示，老年小鼠在经历每周 2 次，持续 4 个月的 DTAL 的处理后，记忆力和运动能力明显改善，肝脏和大脑中的炎症与衰老指标下降，骨细胞的衰老也得到了缓解，同时，PIEZO1 表达回升。转录组衰老时钟显示，这些小鼠体内不同组织的生物学年龄回拨了 4.5 到 11.4 个月。

值得一提的是，雌雄两性的获益并不对称：雌鼠脑和肝的“回春”幅度都超过 10 个月，明显大于雄鼠；雌鼠平均寿命延长 11.9%，雄鼠为 7.7%。最长寿命则是雄鼠延长更多，达 15.4%，雌鼠为 7.6%。

这一结果与此前的运动研究形成了对照。据《科学》（Science）新闻介绍，此前曾有小鼠实验发现，跑轮运动可以延缓衰老表型，但无法延长寿命。其中的关键变量在于，跑轮主要锻炼肌肉和心肺，对骨骼的力学负荷相对有限，而 DTAL 几乎只刺激骨骼。

这提示，在运动抗衰老效果的影响因素里，骨骼承受的冲击和负荷可能一直被低估了。

为进一步明确因果关系，研究团队向老年小鼠的骨髓中注射了 PIEZO1 的小分子激动剂，每周 2 次，持续 2 个月，同样使小鼠的认知和运动功能改善、多器官衰老减轻。

不施加任何外力，仅在化学上激活同一个感受器也能产生类似的逆转衰老效果，这为后续针对此类靶点的药物开发带来了可能。

骨骼向全身发出的信号

DTAL 只作用于小腿，效果却出现在大脑、肝脏和肌肉，信号必然经过某种系统性途径传递。

为探究其机制，团队使用了同龄异体共生（isochronic parabiosis）技术，即先让两只老年小鼠通过手术实现血液循环相通，再施加 DTAL。结果显示，接受 DTAL 的小鼠组合体内多个器官的衰老标志物都有所下降。

图 | 同龄异体共生技术示意图。（来源：Cell Metabolism）

此前有研究发现，老年血浆会加速受体衰老。受此启发，研究人员更进一步，把接受过 DTAL 的老年鼠的血浆注射给中年鼠，两个月后，这些中年鼠的认知、运动和糖代谢等指标都好于注射普通老年鼠血浆的对照组，部分器官的衰老指标也更低。而且，来自年轻 DTAL 小鼠的血浆，抗衰效果甚至强于普通年轻鼠的血浆。

研究人员对骨组织做转录组分析，在受 DTAL 调控的分泌蛋白中重点追踪了色素上皮衍生因子（PEDF）。这种蛋白已知具有抗氧化、抗炎和神经保护作用，但它在衰老中的角色和主要来源一直不清楚。

新研究发现，PEDF 在骨组织中高度富集，经过 DTAL 处理后，小鼠血液中新增的 PEDF 大部分来自骨骼；骨细胞缺失 PIEZO1 后，DTAL 就无法再提升 PEDF 的水平。更直接的证据是，给老年鼠注射重组 PEDF，也能减轻多个器官的衰老，改善记忆和运动能力。

人体数据为 PEDF 提供了初步支撑。团队检测了 20~80 岁人群的血浆成分，发现 PEDF 浓度随年龄增长显著下降，老年骨质疏松患者更低。遗传分析显示，PEDF 水平天生偏高的人，罹患 2 型糖尿病、动脉粥样硬化、慢性肾病等疾病的风险更低。在用人干细胞培育的软骨类器官中，PEDF 也能抑制氧化应激诱导的衰老现象。

不过，PEDF 并非骨骼影响全身的唯一途径。骨髓是免疫细胞的发源地，随着年龄增长，骨髓会制造更多引发炎症的白细胞，负责精准免疫的 T 细胞和 B 细胞则越来越少，这种失衡是老年人慢性炎症的重要来源。DTAL 让老年鼠骨髓的造血重新偏向年轻状态，T 细胞和 B 细胞数量回升，论文提示，这种免疫重塑可能是与 PEDF 并行的另一条抗衰通路。

想抗衰，多练举重

这项研究也留下了几个待解的问题：PEDF 是否为 DTAL 抗衰老的必要介质，还需要通过中和 PEDF 或敲除相关基因来验证；此外，DTAL 组小鼠进食减少、体重下降，而限制热量也被证实有延寿功效，目前的实验设计无法剥离这部分影响。

梅奥诊所（Mayo Clinic）内分泌学家桑迪普·科斯拉（Sundeep Khosla）在接受《科学》采访时评价，这是一项有趣的小鼠概念验证，距离能用在人类身上的新抗衰疗法还有很远。

临床药物转化的关键现实障碍在于，静脉注射 PEDF 的半衰期只有 3~6 小时，需要频繁给药；开发骨细胞特异性的 PIEZO1 激动剂则是作者提出的另一个方向。

相比之下，力学加载更容易走向应用。论文指出，人在步行时，腿部胫骨承受的内部载荷可达体重的 4.7 倍，跑步时的瞬时接触力可达体重的 6 倍。作者据此认为，类似量级的局部加载处于生理承受范围之内，强度和频率可按个人体质调整。

而对于卧床病人、关节疾病患者和行动不便的老年人，一种无需主动运动、只对骨骼施加节律性压力的设备，或许能补回一部分运动带来的益处。该研究还受到中国载人航天工程空间医学实验项目的资助，宇航员长期失重引发的骨丢失和机体退化，同样是这类干预的潜在应用场景。

对普通人来说，这项研究为一个朴素的直觉提供了新的生物学依据，也有助于我们挑选合适的运动方式：要想抗衰老，光是动起来还不够，最好做一些跑步、跳跃、举重等让骨骼真正受力的运动。

参考文献

https://doi.org/10.1016/j.cmet.2026.09.020

https://doi.org/10.1126/science.z1mn0li

https://doi.org/10.1016/j.cmet.2024.03.006

https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2021/press-release/

本文是专业学术论文解读，不做医疗建议。

运营/排版：何晨龙

注：封面/首图由 AI 辅助生成