|
随着年龄的增长，身体最容易出现的外科问题就是双腿。俗话说，人老腿先老。这是由于腿部力量会随着下肢肌肉的流失和萎缩，造成损伤和运动障碍。因此，一定要重视下肢的训练。
北京时间12月11日，发表在《Science》上的一项新研究中，来自斯坦福大学的研究团队发现，抑制衰老小鼠体内一种蛋白质的活性一个月，可以恢复动物萎缩肌肉的质量和力量，并帮助它们在跑步机上跑得更长。相反，在年轻小鼠体内增加这种蛋白的表达会导致它们的肌肉萎缩和衰弱。
研究通讯作者、斯坦福大学医学院Baxter干细胞生物学实验室主任、微生物学和免疫学教授Helen Blau博士说：“我们看到的变化是非常显著的。经过一个月的治疗，老年小鼠的肌肉力量增强了15%到20%，而且，它们的肌肉纤维看起来更像年轻小鼠的肌肉。考虑到人类在50岁左右每10年会失去大约10%的肌肉力量，如果能实现是相当了不起的。”值得注意的是，这种被称为15-PGDH的蛋白质此前并未被证实与衰老有关。研究人员发现，15-PGDH在老年肌肉中含量升高，并在其他衰老的组织中广泛表达。研究人员随后在人体组织中进行的实验为未来治疗随年龄增长而出现的肌肉无力带来了希望。衰老过程中的肌肉损失被称为肌肉减少症。这是由于肌肉结构和功能的改变，即肌肉纤维收缩、线粒体的数量和功能减少。因此，随着步入晚年，人们跌倒的次数会增加，活动能力会减弱，并逐步丧失自理能力，Blau实验室一直对了解肌肉损伤后的肌肉功能以及杜氏肌萎缩症等疾病很感兴趣。此前，他们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肉纤维。Blau说：“我们想知道，同样的途径在衰老过程中是否也很重要。然后我们惊讶地发现，前列腺素E2不仅增强了干细胞的再生功能，它还对成熟的肌肉纤维也起作用。它具有强大的双重作用。”前列腺素E2水平由15-PGDH调节，15-PGDH分解前列腺素E2。
研究人员使用了一种高灵敏度的质谱分析来确定，与年轻小鼠相比，老年小鼠肌肉中的15-PGDH水平升高，而前列腺素E2水平降低。他们发现15-PGDH在人体肌肉组织中的表达模式类似，70多岁和80多岁的人比20多岁的人表达水平更高。Blau说：“我们从之前的研究中知道，前列腺素E2有利于年轻肌肉的再生。但它的半衰期很短，很难转化为一种治疗方法；但当我们抑制15-PGDH时，我们观察到前列腺素E2水平的系统性提升导致老年小鼠全身肌肉的改善。”在这项新研究中，研究人员每天给小鼠注射一种能抑制15-PGDH活性的小分子，持续一个月，以评估这种治疗对老年小鼠和年轻小鼠的影响。
Blau说：“我们发现，在年老的动物身上，即使只是部分抑制15-PGDH，也能将前列腺素E2恢复到年轻小鼠的生理水平。与治疗前相比，这些老年小鼠的肌肉纤维变得更大、更强壮。线粒体数量也更多，外观和功能与年轻肌肉中的线粒体相似。而且，接受治疗的动物比未接受治疗的动物在跑步机上能跑更久。”
当研究人员做了相反的实验时，即在年轻小鼠中过度表达15-PGDH，相反的情况发生了：这些年轻的动物失去了肌肉张力和力量，它们的肌肉纤维萎缩，变得虚弱，就像那些老年动物一样。最后，研究人员观察了前列腺素E2对人肌管的影响，肌管是在实验室培养皿中生长的未成熟肌肉纤维。他们发现，用前列腺素E2处理肌管会使其直径增大，肌管中的蛋白质合成增加。这表明前列腺素E2直接作用于肌肉细胞，而不是组织微环境中的其他细胞。Blau说：“很明显，15-PGDH这一调节因子对肌肉功能有着深远的影响。我们希望这些发现可以带来改善人类健康的新方法，并影响许多人的生活质量。这也是我的主要目标之一。”目前，该团队正在进一步研究在正常衰老过程中是什么控制着15-PGDH的水平和活动，以及它如何影响身体其他组织的功能。Blau说：“小鼠在跑步机上的表现更好，但这不仅仅需要增加肌肉力量。其他器官系统也参与其中，例如心脏和肺部。这表明动物的整体功能得到了全面改善。”论文链接： https://science./content/early/2020/12/09/science.abc8059
|
