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肌肉衰老可逆转,一个月内力量即能提升20%

时间:2020-12-25 13:30:20 点击:

  核心提示:科学家们发现,在小鼠老化过程中,有一种蛋白质是肌肉功能的主要调节者。人为阻断这种蛋白质的活性后,年老小鼠的肌肉力量和耐力获得了显著改善。 年老力衰似乎是难以抗拒的自然规律。普通人到50岁以后,肌肉量...
科学家们发现,在小鼠老化过程中,有一种蛋白质是肌肉功能的主要调节者。人为阻断这种蛋白质的活性后,年老小鼠的肌肉力量和耐力获得了显著改善。

年老力衰似乎是难以抗拒的自然规律。普通人到50岁以后,肌肉量平均每十年减少15%~30%,力量随之急剧减弱,因此老年人容易跌倒,自主活动能力也越来越受限。


然而,顶尖学术期刊《科学》在线发表的一项研究,让我们看到了让肌肉保持年轻力壮的希望。


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图片来源:123RF


斯坦福大学医学院的科学家们发现,在小鼠老化过程中,有一种蛋白质是肌肉功能的主要调节者。人为阻断这种蛋白质的活性后,年老小鼠的肌肉力量和耐力获得了显著改善。负责这项研究的Helen Blau教授评论说:“进步特别明显。经过一个月的治疗,年老小鼠的肌肉力量增强了15%~20%,这是相当了不起的提升。”


研究人员指出,这种蛋白质很可能也在老年人肌肉衰退的过程中起到了重要作用。


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Blau教授领衔的研究团队长期关注肌肉损伤以及肌萎缩症等疾病,在先前的研究中发现,一种名为前列腺素E2(PGE2)的分子可以激活肌肉干细胞,使其迅速活跃起来,修复受损的肌纤维。


而在衰老过程中,骨骼肌也会发生结构和功能的改变,包括肌纤维萎缩,为细胞提供能量的线粒体数量减少、功能出现障碍等。因此研究人员猜想,PGE2相关的生物过程在正常老化过程中或许也有重要作用。


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▲随着年龄增长,肌肉力量会变弱(图片来源:123RF)


采用灵敏的质谱方法,研究人员发现,与年轻小鼠相比,老年小鼠的肌肉中,PGE2含量确实更低;同时,一种降解PGE2的酶,即15-PGDH,含量会升高。


这一趋势同样表现在人类身上。研究人员检测了不同年龄的人类肌肉组织,在七八十岁的老年人当中,15-PGDH酶的表达量明显高于二十多岁的年轻人。这些数据提示,15-PGDH或许是老化肌肉中PGE2水平下降的一个关键因素。


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▲质谱分析显示,老化肌肉组织中,PGE2水平显著下降(图片来源:参考资料[1])


“我们在先前的工作中发现,PGE2的半衰期短,很难转化为疗法。”研究人员介绍。于是在此次研究中,他们尝试通过抑制15-PGDH的降解功能,来达到提高PGE2的目的。


在小鼠身上的实验结果验证了这种策略的可行性。他们给老年小鼠注射了一种小分子抑制剂,阻断15-PGDH的活性。一个月后,小鼠的PGE2含量恢复至年轻时的生理水平,它们的肌纤维也出现了变化。根据研究人员描述,“这些小鼠的肌纤维比治疗前更大,更强壮。其中的线粒体数量变多,外观和功能与年轻肌细胞中的线粒体相似。”


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▲给小鼠每日一次注射15-PGDH抑制剂,显著提高PGE2水平,肌纤维增强(图片来源:参考资料[1])


研究人员把接受小分子抑制剂治疗的老年小鼠放进滚轮,让它们跑步,发现这些小鼠可以比对照组跑得更久。这也说明,抑制15-PGDH确实让它们的肌肉力量增强,耐力得到提升。


相反,当研究人员让年轻小鼠过度表达15-PGDH,它们的肌肉提前“老化”了:肌纤维变弱,力量衰减。


“很显然,15-PGDH作为一种调节因子,对肌肉的功能有深远影响。”Blau教授总结说。


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▲从肌纤维中的线粒体来看,抑制了15-PGDH活性后的老年小鼠与年轻小鼠类似(图片来源:参考资料[2];Credit:Adelaida Palla)


研究人员还注意到,15-PGDH不仅在年老动物的肌肉组织中含量升高,在其他老化组织中也有广泛表达。因此,他们计划进一步研究,在正常的老化过程中,哪些因素会调节15-PGDH的水平和活性,以及这种分子如何影响身体其他组织的功能。


“老年小鼠有了更好的长跑表现,这不仅仅需要增加肌肉力量,还需要其他器官系统的参与,比如心肺功能。因此我们的实验结果意味着,动物的整体机能得到了全面改善。”Blau教授指出,“我们希望这些发现可以带来改善人类健康的新方法,提高人们的生活质量。”

作者:不详 来源:网络
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