《Frontiers in Nutrition》：Association between apolipoprotein E gene polymorphisms and the effects of high-intensity interval training on body composition in university students
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为揭示遗传因素对运动干预效果的个体差异，研究团队聚焦载脂蛋白E（APOE）基因，探索其多态性位点与高强度间歇训练（HIIT）改善汉族大学生身体成分敏感性之间的关联。研究发现，APOE基因启动子区rs405509位点的G等位基因（GG基因型）与HIIT后体脂的显著降低密切相关，尤其在女性中效果更为突出。这项发表于《Frontiers in Nutrition》的研究首次在汉族大学生群体中明确了rs405509位点与HIIT敏感性的关联，为未来制定个性化的精准运动处方提供了重要的遗传学依据。
在现代社会，肥胖及其相关的代谢性疾病，如2型糖尿病和心血管疾病，已成为威胁全球公共健康的主要问题。身体成分，特别是过高的体脂率，是评估这些健康风险的核心指标。对于处在人生黄金阶段的年轻人而言，学业压力和久坐的生活方式使得体重增加、基础代谢率下降和体脂异常堆积等问题日益突出。面对这一挑战，高强度间歇训练（High-Intensity Interval Training, HIIT）因其时间效率高、对改善体成分和代谢健康效果显著，成为备受青睐的运动干预方式。然而，一个有趣且关键的现象是：面对相同的HIIT方案，不同个体的获益程度大相径庭。这种“同训不同效”的差异背后，遗传因素扮演了决定性角色。那么，是哪些特定的基因在暗中操控着我们对运动的反应呢？
为了解开这个谜团，研究人员将目光投向了载脂蛋白E（Apolipoprotein E, APOE）基因。APOE是脂质代谢、炎症调节和胆固醇逆向转运的核心蛋白，其基因变异是调控血脂水平和肥胖风险的关键因素。以往研究大多关注由rs429358和rs7412位点构成的经典ε2/ε3/ε4单倍型与血脂的关联，但对于APOE基因如何影响个体对运动干预（特别是HIIT）的反应，科学界仍知之甚少。其中，位于APOE基因启动子区的rs405509位点格外引人注目，该位点能通过影响转录因子与启动子的结合来调控APOE基因的表达，从而与脂质代谢和多种疾病风险相关联。基于此，发表于《Frontiers in Nutrition》的这项研究，旨在首次探索APOE基因多态性（特别是rs405509位点）与汉族大学生经过12周HIIT后身体成分变化及训练敏感性之间的关联，以期为个性化运动处方的制定提供遗传学基础。
为了开展这项研究，研究人员主要运用了以下几项关键技术方法：首先，他们从中国四所大学招募了236名非体育专业的汉族本科生，构成研究队列，并实施了为期12周、每周3次、分适应期和进阶期两个阶段的标准化HIIT方案，使用心率监测仪严格控制训练强度。其次，在训练前后，使用生物电阻抗分析仪（InBody 260）对所有受试者进行了全面的身体成分测试。最后，研究人员采集了受试者的血液样本，利用Illumina高通量测序平台和芯片进行基因分型，并通过PLINK、SPSS等生物信息学和统计学软件，对APOE基因的单核苷酸多态性（Single Nucleotide Polymorphism, SNP）位点进行了质量控制，并分析了其与体成分表型及HIIT敏感性之间的关联。
研究结果显示：
1. APOE基因SNP信息：在初筛的22个APOE基因SNP位点中，经过质量控制，最终有5个位点进入关联分析。线性回归模型分析揭示，rs405509位点与体脂显著相关。
2. APOE基因多态性与身体成分的关联分析：
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与HIIT前体成分的关联：方差分析表明，rs405509位点与训练前的总体重百分比和身体质量指数（Body Mass Index, BMI）显著相关。携带GG基因型的个体基线体重百分比和BMI更高。按性别分层后，在女性中，该位点与体重、BMI和腰臀比（Waist-to-Hip Ratio, WHR）显著相关，G等位基因携带者基线值更高；在男性中未发现显著关联。
3. APOE基因多态性与HIIT敏感性身体成分的关联：
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训练后，携带GG基因型的受试者比GT/TT基因型受试者表现出更大幅度的总体体脂降低。
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在女性中，GG基因型携带者在体重、体脂和BMI的改善上显著优于TT/GT基因型携带者。Bonferroni事后检验进一步确认，在女性中，GG组相比TT组在体重、体重百分比和BMI的降低上具有统计学显著优势；GG组相比GT组在体重、体重百分比、骨骼肌百分比和BMI上也显著更低。GT与TT组之间则无显著差异。
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在线性回归模型中，在调整了性别、身高等协变量后，rs405509位点与HIIT对体脂的改善敏感性依然显著相关。
结论与讨论部分对上述发现进行了深入阐释。本研究的核心结论是：APOE基因启动子区的rs405509位点与个体对HIIT的身体成分反应相关联，携带GG基因型的女性对HIIT表现出更高的反应性。 这意味着，拥有特定基因型（GG）的人，尤其是女性，可能从相同强度的HIIT中获得更大的减脂和改善体成分的收益。
这一发现具有多重重要意义。首先，它从遗传学角度部分解释了运动干预效果个体差异的机制，将APOE基因，特别是其启动子区的变异，确立为影响HIIT效果的一个潜在遗传标记。其次，研究突出了性别差异，表明遗传因素对运动效果的影响可能具有性别特异性，这提示在未来个性化运动方案设计中需要考虑性别因素。最后，该研究为“运动处方精准化”提供了前瞻性的科学依据。未来，通过简单的基因检测识别个体的APOE基因型，或许能为普通人，尤其是肥胖风险人群，量身定制更高效的运动干预策略。
研究人员在讨论中提出了可能的生物学机制来解释上述关联。在脂质代谢调节通路方面，APOE是低密度脂蛋白受体（LDLR）等的关键配体，参与脂蛋白代谢。不同基因型可能通过影响APOE与受体的结合亲和力，进而调控脂质清除效率。rs405509位点的G等位基因可能维持更高的APOE表达，从而优化脂质代谢，使携带者对HIIT带来的代谢改善更为敏感。在炎症与氧化应激机制方面，APOE具有抗炎和抗氧化作用。rs405509的G等位基因可能通过维持较高的APOE表达，抑制脂肪组织中NOD样受体家族pyrin结构域包含蛋白3（NLRP3）炎性体的活化，缓解慢性炎症状态。这使得G等位基因携带者处于更利于运动诱导代谢改善的“低炎症”基线，从而对HIIT的抗炎和代谢益处更敏感。从基因表达调控角度，rs405509作为一个启动子区SNP，直接影响APOE的转录活性。G等位基因可能赋予更高的转录活性，从而在分子起点上影响下游的代谢表型。此外，磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（PI3K/Akt/mTOR）信号通路也可能参与其中，该通路与能量感应、蛋白质合成和自噬相关，HIIT的动态应激可能通过该通路影响体成分，而APOE的不同亚型可能对该通路的调节存在差异。
当然，本研究也存在一些局限性，例如缺乏久坐对照组、未严格控制饮食、使用公式估算最大心率可能带来误差，以及GG基因型亚组样本量相对较小等。这些都需要在未来更大样本、更严格设计的研究中加以验证和完善。尽管如此，这项研究无疑为我们理解基因与运动的对话打开了一扇新的窗户，朝着“为正确的基因推荐正确的运动”这一精准健康目标迈出了坚实的一步。
