研究发现，阻断蛋白质可以恢复年老小鼠的力量和耐力

根据斯坦福大学医学院(Stanford University School of Medicine)研究人员的一项研究，阻止老年小鼠体内一种蛋白质的活动一个月，可以恢复这些动物萎缩的肌肉的质量和力量，帮助它们在跑步机上跑得更长。相反，在年轻小鼠中增加这种蛋白质的表达会导致它们的肌肉萎缩和衰弱。

微生物学和免疫学教授海伦·布劳(Helen Blau)博士说:“这种改善真的非常显著。”“老老鼠在一个月的治疗后，他们的身体恢复了15%到20%肌肉纤维看起来像年轻的肌肉。考虑到人类在50岁以后每十年会失去大约10%的肌肉力量，这是相当了不起的。”

这种蛋白质此前并未与衰老有关。研究人员表明，这种被称为15-PGDH的蛋白质在老化肌肉中含量升高，并在其他老化组织中广泛表达。他们在人体组织中进行的实验为未来治疗这种疾病带来了希望肌肉无力这种情况会随着人们年龄的增长而发生。

布劳是唐纳德·e·和迪莉娅·b·巴克斯特基金会教授和巴克斯特干细胞生物学实验室主任，是该研究的资深作者，该研究将于12月10日在网上发表科学．资深科学家Adelaida Palla博士是该研究的第一作者。

衰老导致的肌肉流失

随着年龄的增长，肌肉减少被称为肌少症(sarcopenia)。由于人们失去了照顾自己的能力，跌倒次数增多，行动能力越来越差，每年在美国的医疗保健支出中，肌少症占了数十亿美元。这是由于肌肉结构和功能的变化:肌肉纤维收缩，被称为线粒体的细胞能量库的数量和功能减少。

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氏肌营养不良等疾病很感兴趣。之前，他们发现一种叫做前列腺素E2可以激活肌肉干细胞，使其迅速行动起来修复受损的肌肉纤维。

布劳说:“我们想知道这一途径是否在衰老过程中也很重要。”“我们惊讶地发现，PGE2不仅增强了干细胞再生的功能，而且还作用于成熟的肌肉纤维。它具有强大的双重作用。”

前列腺素E2的水平由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法，这是一种区分密切相关分子的方法年轻的老鼠年龄较大的动物肌肉中15-PGDH水平升高，前列腺素E2水平降低。

他们在人类肌肉组织中发现了类似的15-PGDH表达模式，70多岁和80多岁的人的肌肉组织中15-PGDH的表达水平高于25岁左右的人。

帕拉说:“我们从以前的工作中知道，前列腺素E2有利于年轻肌肉的再生。”“但它的半衰期很短，很难转化为一种疗法。当我们抑制15-PGDH时，我们观察到前列腺素E2水平全身性升高，导致老年小鼠全身肌肉改善。”

抑制15-PGDH

研究人员连续一个月每天给小鼠注射一种能阻止15-PGDH活性的小分子，并评估这种治疗对老年小鼠的效果年轻的动物．

“我们发现，在老年小鼠中，即使只是部分抑制15-PGDH，前列腺素E2也会恢复到年轻小鼠的生理水平，”布劳说。“这些老鼠的肌肉纤维比治疗前更大、更强壮。线粒体数量更多，外观和功能都像年轻肌肉中的线粒体。”

接受治疗的动物在跑步机上的跑步时间也比未接受治疗的动物长。

当Palla和她的同事进行相反的实验——在幼鼠中过度表达15-PGDH——结果正好相反。这些动物失去了肌肉张力和力量，肌肉纤维萎缩，变得虚弱，就像年老的动物一样。

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(未成熟的肌肉纤维)的影响。他们发现，用前列腺素E2处理肌管会使肌管直径增大，肌管中的蛋白质合成也会增加——这证明前列腺素E2直接作用于肌肉细胞，而不是组织微环境中的其他细胞。

“很明显，15-PGDH这一调节因子对人体有着深远的影响肌肉功能,”布劳说。“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。”

布劳和帕拉正在进一步研究在正常衰老过程中是什么控制着15-PGDH的水平和活性，以及它可能如何影响身体其他组织的功能。

“老鼠在跑步机上表现更好，但这需要的不仅仅是增加肌肉力量,”布劳表示。“其他器官系统也参与其中，例如心脏和肺。它表明了整个动物功能的全面改善。”

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