Science：严重停顿!克制15

2020年12月13日讯/BIOON/---在一项新的研讨中，来自美国斯坦福年夜学医学院的研讨人员发明阻断年迈小鼠体内一种卵白的活性一个月，可以恢复它们萎缩肌肉的质量（mass）和力气，并协助它们在跑步机上跑得更久。相反，添加年老小鼠体内这种卵白的表达会招致它们的肌肉萎缩和减弱。相干研讨成果于2010年12月10日在线揭橥在Science期刊上，论文题目为“Inhibition of prostaglandin-degrading enzyme 15-PGDH rejuvenates aged muscle mass and strength”。

图片来自CC0 Public Domain。 论文通信作者、斯坦福年夜学医学院微生物学与传授Helen Blau博士说，“这种改良长短常明显的。在一个月的医治后，年迈小鼠变得健壮了年夜约15%到20%，它们的肌纤维看起来像年老小鼠中的肌肉。思索到人类在50岁阁下后，每10年丧失约10%的肌肉力气（muscle strength），这是很了不得的。”

这种卵白之前并未被证明与衰老有关。这些研讨人员发明，这种称为15-PGDH的卵白的数目在衰老的肌肉中降低，并在其他较老的组织中普遍表达。他们在人体组织中停止的试验为将来医治人们衰老时呈现的肌有力带来了愿望。

衰老进程中的肌肉丧失（muscle loss）

衰老进程中的肌肉丧失被称为肌肉削减症（sarcopenia），每年在美国的医疗收入中占了数十亿美元，这是由于人们掉去了自理才能，阅历了更多的摔倒，行为才能越来越差。它是因为肌肉构造和功效的改动：肌纤维萎缩，称为线粒体的细胞能量工场的数目和功效削减。

Blau和她的同事们历久以来不断对懂得肌肉毁伤后和杜氏肌肉萎缩症等疾病中的肌肉功效感兴味。此前，他们发明一种名为前列腺素E2（prostaglandin E2, PGE2）的分子可以激活肌肉，这些会敏捷活泼起来，从而修复受损的肌纤维。

Blau说，“我们想晓得这种雷同的门路能否也能够在衰老中发扬主要感化。我们诧异地发明，PGE2不只能加强肌肉在再生中的功效，还能感化于成熟的肌纤维。它具有弱小的双重感化。”

PGE2程度受15-PGDH的调控，后者可降解PGE2。这些研讨人员应用高敏锐度的质谱技巧（一种区分亲密相干分子的办法）肯定，与年老小鼠比拟，年迈小鼠肌肉中的15-PGDH程度降低，而PGE2程度较低。

他们在人类肌肉组织中发明了相似的15-PGDH表达形式：来自70多岁和80多岁晚期的人的肌肉组织中的15-PGDH表达程度高于来自20多岁中期的人的肌肉组织。

论文第一作者、Blau试验室的Adelaida Palla博士说，“我们从以前的研讨任务中得知，PGE2对年老肌肉的再生是无益的。然则，它的半衰期很短，是以很难转化为一种疗法。当我们克制15-PGDH时，我们不雅察到PGE2程度的零碎性降低，从而招致年迈小鼠全身肌肉的改良。”

克制15-PGDH

这些研讨人员在一个月内天天给小鼠打针一种阻断15-PGDH活性的小分子，并评价该医治对年迈小鼠和年老小鼠的影响。

Blau说，“我们发明，在年迈小鼠中，即便只是部门克制15-PGDH，也能将PGE2恢复到年老小鼠中的心理程度。这些小鼠的肌纤维比医治前变得更年夜，更健壮。线粒体数目更多，外不雅和功效都像年老小鼠肌肉中的线粒体。”此外，承受医治的年迈小鼠也能比未承受医治的年迈小鼠在跑步机上跑得更久。

当Palla和她的同事们停止了反向试验--在年老小鼠体内表达15-PGDH时，情形正好相反。这些小鼠掉去了肌肉张力（muscle tone）和肌肉力气，它们的肌纤维产生萎缩，变得更弱，就像那些年迈小鼠一样。

最初，这些研讨人员不雅察了PGE2对人类肌管（myotube）---未成熟的肌纤维---在试验室培育皿中发展的影响。他们发明，用PGE2处置肌管后，肌管的直径增年夜，肌管中的卵白分解添加---这证实PGE2直接感化于肌肉细胞，而不是这种组织微情况中的其他细胞。

Blau说，“很分明，15-PGDH这种调理剂对肌肉功效有着深远的影响。我们愿望这些发明能够会带来改良人类安康的新办法，并影响很多人的生涯质量。这是我的次要目的之一。”

Blau和Palla正在研讨更多关于什么掌握15-PGDH在正常衰老进程中的程度和活性，以及它若何影响身材其他组织的功效。

Blau说，“这些年迈小鼠在跑步机上表示得更好，但这不只仅须要添加肌肉力气。比方，心脏和肺部等其他器官零碎也介入个中。这标明全部小鼠的功效获得了片面的改良。”（100医药网 100yiyao.com）

参考材料：

1.A. R. Palla et al. . Science, 2020, doi:10.1126/science.abc8059.

2.Blocking protein restores strength, endurance in old mice, study finds

https://medicalxpress.com/news/2020-12-blocking-protein-strength-mice.html