研究发现 阻断蛋白质可以恢复衰老小鼠的力量和耐力

斯坦福大学医学院的研究人员进行的一项研究表明，降低一种蛋白质的活性一个月，可以恢复虚弱肌肉的质量和力量，并帮助它们在跑步机上跑得更久。相反，增加年轻小鼠的蛋白质表达会导致它们的肌肉萎缩和变弱。

微生物学和免疫学教授海伦布劳博士说：“这种改善真的很显著。”“经过一个月的治疗，老老鼠的力量增加了大约15%到20%，它们的肌肉纤维看起来像年轻的肌肉。考虑到人类在50岁以后每十年就会失去10%左右的肌肉力量，这是非常了不起的。”

这种蛋白质以前没有参与衰老。研究人员表明，这种被称为15-PGDH的蛋白质含量在旧肌肉中增加，并在其他旧组织中广泛表达。他们在人体组织中的实验为未来治疗人们变老的肌肉无力带来了希望。

布劳是唐纳德e .和迪莉娅b .巴克斯特基金会的教授，巴克斯特干细胞生物学实验室主任，该研究的资深作者，该研究将于12月10日在《科学》杂志上在线发表。主要作者是阿黛尔帕拉博士。

衰老中的肌肉损失

衰老过程中的肌肉缺失称为肌营养不良。因为人们失去了自我照顾的能力，经历了更多的跌倒，变得越来越不活跃，它每年占美国医疗保健支出的数十亿美元。这是由于肌肉结构和功能的改变：肌纤维的收缩和细胞线粒体的数量和功能的改变称为线粒体萎缩。

布劳和她的同事们一直对了解肌肉损伤后的肌肉功能以及杜兴肌营养不良症等疾病感兴趣。此前，他们发现一种叫做前列腺素E2的分子可以激活肌肉干细胞，从而修复受损的肌肉纤维。

Brau说：“我们想知道同样的途径在衰老中是否也很重要。”“我们惊讶地发现，PGE2不仅增强了干细胞的再生功能，还作用于成熟的肌纤维。它具有有效的双重功能。”

前列腺素E2的水平由破坏前列腺素E2的15-PGDH调节。研究人员使用了一种高度灵敏的质谱技术，一种区分密切相关分子的方法，来确定与年轻小鼠相比，老年动物肌肉中15-PGDH的水平更高，而前列腺素E2的水平更低。

他们发现15-PGDH在人体肌肉组织中的表达相似，因为70年代和80年代初的人的表达水平高于20年代中期。

"从以前的工作中我们知道前列腺素E2有利于年轻肌肉的再生."帕拉说。“但它的半衰期很短，很难将其转化为一种疗法。当我们抑制15-PGDH时，我们观察到前列腺素E2的水平在全身增加，这导致衰老小鼠肌肉的改善。”

15-PGDH的抑制作用

研究人员每天给小鼠注射一种小分子，这种小分子可以阻断15-PGDH的活性一个月，并评估了这种治疗对成年和幼年动物的影响。

Brau说：“我们发现，即使在老年小鼠中部分抑制15-PGDH，也能使前列腺素E2恢复到年轻小鼠的生理水平。”与治疗前相比，这些小鼠的肌肉纤维更大更强。线粒体较多，外观和功能与年轻肌肉相似。"

与未经治疗的动物相比，经过治疗的动物在跑步机上行走的时间更长。

当Palla和她的同事进行相反的实验(在年轻小鼠中过度表达15-PGDH)时，情况正好相反。这些动物失去肌肉张力和力量，肌肉纤维收缩变弱，就像老动物一样。

最后，研究人员观察了前列腺素E2对在实验室培养皿中生长的人肌管(未成熟肌纤维)的影响。他们发现用前列腺素E2治疗肌管导致肌管直径增加和蛋白质合成增加——证明前列腺素E2直接作用于肌肉细胞，但不作用于组织微环境中的其他细胞。

Brau说：“显然，这种调节剂15-PGDH对肌肉功能有深远的影响。”“我们希望这些发现可能会带来改善人类健康的新方法，并影响许多人的生活质量。这是我的主要目标之一。”

Blau和Palla正在更多地研究如何在正常衰老过程中控制15-PGDH的水平和活性，以及它如何影响身体其他组织的功能。

布劳说：“老鼠在跑步机上更好，但这不仅需要增加肌肉力量。”“其他器官系统也参与其中，如心脏和肺。这说明整个动物的机能全面提高了。”

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