作者:洛桑联邦理工学院
骨骼肌纤维。图片来源:伯克郡社区学院生物科学图片库/公有领域
在衰老过程中,小鼠和人类一样会变得不活跃,肌肉质量和力量也会下降。现在,EPFL 的约翰-奥威尔克斯(Johan Auwerx)领导的科学家团队发现,当小鼠衰老时,它们的肌肉中会充满神经酰胺。神经酰胺因其在护肤品中的应用而闻名,它属于鞘脂类,是一类不用于产生能量,而是在细胞中执行不同任务的脂肪分子。
研究人员发现,在衰老过程中,蛋白质 SPT 和其他蛋白质会超载,而所有这些蛋白质都需要将脂肪酸和氨基酸转化为神经酰胺。"鞘脂和神经酰胺是一类复杂而又非常有趣的脂肪,由于它们具有多种功能,因此进一步研究它们在衰老中的作用具有很大的潜力,"该研究的主要作者、医学博士皮尔卡-佩卡-劳里拉博士(Pirkka-Pekka Laurila)说。
接下来,科学家们想看看减少神经酰胺过载是否能防止与年龄有关的肌肉功能衰退。他们用神经酰胺阻断剂(如myriocin和合成阻断剂Takeda-2)治疗老年小鼠,并使用腺相关病毒专门阻断肌肉中的神经酰胺合成。神经酰胺阻断剂防止了肌肉质量在衰老过程中的损失,使小鼠变得更强壮,并使它们能够跑更远的距离,同时改善了它们的协调性。
为了更深入地研究这种效果,科学家们使用一种名为RNA测序的技术测量了肌肉中的每一种已知基因产物。"研究的主要合作者马丁-沃尔文德(Martin Wohlwend)博士解释说:"结果发现,阻断神经酰胺的产生可以激活肌肉干细胞,使肌肉积累更多的蛋白质,并将纤维类型转向快速牵引糖酵解,从而使老龄小鼠的肌肉变得更大更强壮。
最后,科学家们研究了减少肌肉中的神经酰胺是否对人体有益。他们对赫尔辛基数千名 70-80 岁的男性和女性进行了研究,发现其中 25% 的人有一种特殊形式的基因,这种基因会减少肌肉中鞘磷脂生成途径的基因产物。拥有这种减少神经酰胺基因形式的人能够走更长的路,更强壮,更能从椅子上站起来,这表明他们的衰老更健康,这与使用神经酰胺阻断剂治疗的小鼠相似。
"Johan Auwerx说:"这些发现非常重要,因为它们为我们开发可在人体中进行测试的抑制剂提供了强大的动力。科学家们现在正着手与制药业合作。
这项研究发表在《自然-衰老》(Nature Aging)杂志上。
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