接下來,研究人員使用不表達PHD3的轉基因小鼠探索了抑制PHD3活性的後果。
由於PHD3在骨骼肌細胞中的表達最高,並且以前已證明AMPK可增加能量消耗和運動耐力,因此該團隊進行了一系列耐力運動實驗。
科研的問題是是否要淘汰PHD3,這會增加脂肪燃燒能力和能量產生,並對骨骼肌產生有益作用嗎?骨骼肌依賴能量來維持肌肉功能和運動能力嗎?
為了進行調查,研究小組訓練了缺少PHD3的年輕小鼠在傾斜的跑步機上跑步。
他們發現,與具有正常PHD3的小鼠相比,這些小鼠的壽命要長得多,而且在達到疲勞之前還要跑得更長。
這些缺乏PHD3的小鼠也具有較高的耗氧率,這可以通過增加VO2和VO2 max來體現。
耐力運動後,PHD3缺陷小鼠的肌肉脂肪代謝率增加,脂肪酸組成和代謝譜改變。
PHD3依賴於ACC2的修飾幾乎無法檢測到,但AMPK依賴的修飾增加,這表明脂肪代謝的改變在提高運動能力中起作用。
這些觀察結果在轉基因小鼠中特別有效地防止骨骼肌中PHD3的產生,這證明了這一觀點,這表明肌肉組織中PHD3的損失足以增強運動能力。
看到這種對運動能力的巨大影響是令人興奮的,可以通過特定於肌肉的PHD3基因敲除來概括這一點。
該研究小組還進行了一系列分子分析,以詳細說明使PHD3修飾ACC2的精確分子相互作用,以及AMPK如何抑制其活性。
研究結果表明,通過抑制PHD3來增強運動表現的新的潛在方法。
儘管這些發現很有趣,但作者指出,需要進一步研究以更好地準確理解阻斷PHD3如何對運動能力產生有益影響。
此外,科研人員在先前的研究中發現,在某些癌症(例如某些形式的白血病)中,突變的細胞表達的PHD3水平明顯降低,並消耗脂肪以促進異常的生長和增殖。
控制這種途徑作為治療此類癌症的潛在策略的努力可能有助於為其他領域的研究提供信息,例如肌肉疾病。
尚不清楚PHD3丟失是否有任何負面影響。
要想知道PHD3是否可以在人類中被操縱,是為了增強體育活動的表現還是作為某些疾病的治療,需要在各種情況下進行進一步的研究。
還不清楚PHD3的損失是否會引發其他變化,例如體重減輕、血糖和其他代謝指標,該小組現在正在研究這些變化。
更好地了解這些過程和PHD3功能的潛在機制可能有朝一日有助於解鎖人類的新應用,例如治療肌肉疾病的新策略。