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，這些研究人員發現了如何利用一種化合物充分地激活久坐的小鼠體內的這種基因通路，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這些益處的希望。
論文共同通信作者、沙克生物醫學研究所研究員Ronald Evans說，“*，人們能夠通過訓練改善他們的有氧耐力。我們提出的問題是：耐力是如何發揮作用的？如果我們真地懂科學，那么我們能夠利用藥物代替訓練嗎？”
發展耐力意味著能夠更長時間地維持有氧運動。當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，不過這個過程的詳細信息一直是未知的。Evans團隊之前對PPARD基因的研究提供了有趣的線索：經基因改造而*性地激活PPARD基因的小鼠變成長跑運動高手，抵抗體重增加，而且對胰島素具有高度的反應性---所有的這些特征都與身體健康相關聯。Evans團隊發現一種被稱作GW1516的化合物類似地激活PPARD基因，重現了正常小鼠中的體重控制和胰島素反應性，這也是在這些經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），僅當它與每天鍛煉結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。
在當前的這項研究中，Evans團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致疲勞。
為了在分子水平上理解其中發生了什么，Evans團隊比較了這兩組小鼠的一種主要肌肉中的基因表達。他們發現作為對這種藥物作出的反應，975個基因的表達發生變化，要么它們的表達發生增加，要么它們的表達受到抑制。表達增加的基因調節脂肪降解和燃燒。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聯。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”的跑步者當耗盡他們的葡萄糖供應時會經歷身體疲勞和精神疲勞。
令人關注的是，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向燃燒脂肪。這就證實這些變化并不是專門地促進有氧耐力產生；通過化學手段激活一種基因通路也能夠實現這一點。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生更強的胰島素反應性。
論文*作者、沙克生物醫學研究所研究員Weiwei Fan說，“鍛煉激活PPARD基因，但是我們證實你也能夠在不用進行機械訓練的情形下激活基因。這意味著你能夠在無需進行所有體力活動的情形下將耐力提高到人在訓練時達到的同等水平。”
盡管Evans實驗室的研究是在小鼠體內開展的，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團隊能夠展望一下基于GW1516的一種處方藥的許多治療應用，如增加肥胖或2型 糖尿病患者中的脂肪燃燒，ELISA試劑盒在進行外科手術之前和之后改善患者的健康。
