斯坦福大學醫(yī)學院的研究人員進行的一項研究表明，降低一種蛋白質(zhì)的活性一個月，可以恢復虛弱肌肉的質(zhì)量和力量，并幫助它們在跑步機上跑得更久。相反，增加年輕小鼠的蛋白質(zhì)表達會導致它們的肌肉萎縮和變?nèi)酢?
微生物學和免疫學教授海倫布勞博士說：“這種改善真的很顯著。”“經(jīng)過一個月的治療，老老鼠的力量增加了大約15%到20%，它們的肌肉纖維看起來像年輕的肌肉?？紤]到人類在50歲以后每十年就會失去10%左右的肌肉力量，這是非常了不起的。”
這種蛋白質(zhì)以前沒有參與衰老。研究人員表明，這種被稱為15-PGDH的蛋白質(zhì)含量在舊肌肉中增加，并在其他舊組織中廣泛表達。他們在人體組織中的實驗為未來治療人們變老的肌肉無力帶來了希望。
布勞是唐納德e .和迪莉婭b .巴克斯特基金會的教授，巴克斯特干細胞生物學實驗室主任，該研究的資深作者，該研究將于12月10日在《科學》雜志上在線發(fā)表。主要作者是阿黛爾帕拉博士。
衰老中的肌肉損失
衰老過程中的肌肉缺失稱為肌營養(yǎng)不良。因為人們失去了自我照顧的能力，經(jīng)歷了更多的跌倒，變得越來越不活躍，它每年占美國醫(yī)療保健支出的數(shù)十億美元。這是由于肌肉結(jié)構(gòu)和功能的改變：肌纖維的收縮和細胞線粒體的數(shù)量和功能的改變稱為線粒體萎縮。
布勞和她的同事們一直對了解肌肉損傷后的肌肉功能以及杜興肌營養(yǎng)不良癥等疾病感興趣。此前，他們發(fā)現(xiàn)一種叫做前列腺素E2的分子可以激活肌肉干細胞，從而修復受損的肌肉纖維。
Brau說：“我們想知道同樣的途徑在衰老中是否也很重要?！薄拔覀凅@訝地發(fā)現(xiàn)，PGE2不僅增強了干細胞的再生功能，還作用于成熟的肌纖維。它具有有效的雙重功能?！?
前列腺素E2的水平由破壞前列腺素E2的15-PGDH調(diào)節(jié)。研究人員使用了一種高度靈敏的質(zhì)譜技術(shù)，一種區(qū)分密切相關(guān)分子的方法，來確定與年輕小鼠相比，老年動物肌肉中15-PGDH的水平更高，而前列腺素E2的水平更低。
他們發(fā)現(xiàn)15-PGDH在人體肌肉組織中的表達相似，因為70年代和80年代初的人的表達水平高于20年代中期。
"從以前的工作中我們知道前列腺素E2有利于年輕肌肉的再生."帕拉說?！暗陌胨テ诤芏蹋茈y將其轉(zhuǎn)化為一種療法。當我們抑制15-PGDH時，我們觀察到前列腺素E2的水平在全身增加，這導致衰老小鼠肌肉的改善?！?
15-PGDH的抑制作用
研究人員每天給小鼠注射一種小分子，這種小分子可以阻斷15-PGDH的活性一個月，并評估了這種治療對成年和幼年動物的影響。
Brau說：“我們發(fā)現(xiàn)，即使在老年小鼠中部分抑制15-PGDH，也能使前列腺素E2恢復到年輕小鼠的生理水平。”與治療前相比，這些小鼠的肌肉纖維更大更強。線粒體較多，外觀和功能與年輕肌肉相似。"
與未經(jīng)治療的動物相比，經(jīng)過治療的動物在跑步機上行走的時間更長。
當Palla和她的同事進行相反的實驗(在年輕小鼠中過度表達15-PGDH)時，情況正好相反。這些動物失去肌肉張力和力量，肌肉纖維收縮變?nèi)?，就像老動物一樣?
最后，研究人員觀察了前列腺素E2對在實驗室培養(yǎng)皿中生長的人肌管(未成熟肌纖維)的影響。他們發(fā)現(xiàn)用前列腺素E2治療肌管導致肌管直徑增加和蛋白質(zhì)合成增加——證明前列腺素E2直接作用于肌肉細胞，但不作用于組織微環(huán)境中的其他細胞。
Brau說：“顯然，這種調(diào)節(jié)劑15-PGDH對肌肉功能有深遠的影響。”“我們希望這些發(fā)現(xiàn)可能會帶來改善人類健康的新方法，并影響許多人的生活質(zhì)量。這是我的主要目標之一?！?
Blau和Palla正在更多地研究如何在正常衰老過程中控制15-PGDH的水平和活性，以及它如何影響身體其他組織的功能。
布勞說：“老鼠在跑步機上更好，但這不僅需要增加肌肉力量?！薄捌渌鞴傧到y(tǒng)也參與其中，如心臟和肺。這說明整個動物的機能全面提高了。”
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