逆轉肌肉衰老，《科學》揭示保持「年輕力壯」的關鍵分子

2020-12-14 二三裡資訊重慶

年老力衰似乎是難以抗拒的自然規律。普通人到50歲以後，肌肉量平均每十年減少15%~30%，力量隨之急劇減弱，因此老年人容易跌倒，自主活動能力也越來越受限。

然而，頂尖學術期刊《科學》近日在線發表的一項研究，讓我們看到了讓肌肉保持年輕力壯的希望。

圖片來源：123RF

史丹福大學醫學院的科學家們發現，在小鼠老化過程中，有一種蛋白質是肌肉功能的主要調節者。人為阻斷這種蛋白質的活性後，年老小鼠的肌肉力量和耐力獲得了顯著改善。負責這項研究的Helen Blau教授評論說：「進步特別明顯。經過一個月的治療，年老小鼠的肌肉力量增強了15%~20%，這是相當了不起的提升。」

研究人員指出，這種蛋白質很可能也在老年人肌肉衰退的過程中起到了重要作用。

Blau教授領銜的研究團隊長期關注肌肉損傷以及肌萎縮症等疾病，在先前的研究中發現，一種名為前列腺素E2（PGE2）的分子可以激活肌肉乾細胞，使其迅速活躍起來，修復受損的肌纖維。

而在衰老過程中，骨骼肌也會發生結構和功能的改變，包括肌纖維萎縮，為細胞提供能量的線粒體數量減少、功能出現障礙等。因此研究人員猜想，PGE2相關的生物過程在正常老化過程中或許也有重要作用。

隨著年齡增長，肌肉力量會變弱（圖片來源：123RF）

採用靈敏的質譜方法，研究人員發現，與年輕小鼠相比，老年小鼠的肌肉中，PGE2含量確實更低；同時，一種降解PGE2的酶，即15-PGDH，含量會升高。

這一趨勢同樣表現在人類身上。研究人員檢測了不同年齡的人類肌肉組織，在七八十歲的老年人當中，15-PGDH酶的表達量明顯高於二十多歲的年輕人。這些數據提示，15-PGDH或許是老化肌肉中PGE2水平下降的一個關鍵因素。

質譜分析顯示，老化肌肉組織中，PGE2水平顯著下降

「我們在先前的工作中發現，PGE2的半衰期短，很難轉化為療法。」研究人員介紹。於是在此次研究中，他們嘗試通過抑制15-PGDH的降解功能，來達到提高PGE2的目的。

在小鼠身上的實驗結果驗證了這種策略的可行性。他們給老年小鼠注射了一種小分子抑制劑，阻斷15-PGDH的活性。一個月後，小鼠的PGE2含量恢復至年輕時的生理水平，它們的肌纖維也出現了變化。根據研究人員描述，「這些小鼠的肌纖維比治療前更大，更強壯。其中的線粒體數量變多，外觀和功能與年輕肌細胞中的線粒體相似。」

給小鼠每日一次注射15-PGDH抑制劑，顯著提高PGE2水平，肌纖維增強

研究人員把接受小分子抑制劑治療的老年小鼠放進滾輪，讓它們跑步，發現這些小鼠可以比對照組跑得更久。這也說明，抑制。

相反，當研究人員讓年輕小鼠過度表達15-PGDH，它們的肌肉提前「老化」了：肌纖維變弱，力量衰減。

「很顯然，15-PGDH作為一種調節因子，對肌肉的功能有深遠影響。」Blau教授總結說。

從肌纖維中的線粒體來看，抑制了15-PGDH活性後的老年小鼠與年輕小鼠類似（Credit：Adelaida Palla）

研究人員還注意到，15-PGDH不僅在年老動物的肌肉組織中含量升高，在其他老化組織中也有廣泛表達。因此，他們計劃進一步研究，在正常的老化過程中，哪些因素會調節15-PGDH的水平和活性，以及這種分子如何影響身體其他組織的功能。

「老年小鼠有了更好的長跑表現，這不僅僅需要增加肌肉力量，還需要其他器官系統的參與，比如心肺功能。因此我們的實驗結果意味著，動物的整體機能得到了全面改善。」Blau教授指出，「我們希望這些發現可以帶來改善人類健康的新方法，提高人們的生活質量。」

來源：學術經緯

來源：重慶二三裡

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