“躺着”也能长肌肉?这项黑科技了解一下 | Science子刊

与肥胖相关的炎症和肌肉功能丧失在骨关节炎(osteoarthritis, OA)的发展中起着关键作用。因此,针对肌肉组织的治疗可助力肥胖相关代谢和生物力学功能障碍的恢复。
一些潜在的干预措施,如运动和减肥已被提出可通过提高骨骼肌的数量或质量来逆转肥胖相关代谢功能障碍。骨骼肌质量由肌肉生长抑制素调节,它是转化生长因子-β(TGF-β)超家族的成员,是肌肉生长的强效负调节因子。肌肉生长抑制素在肥胖情况下会上调,通过运动会下调。

虽然运动和减肥是改善肥胖症和骨关节炎的首选方法。但是增肌不是件容易的事,需要长期坚持,而且对于骨关节炎引起的关节疼痛患者(尤其是超重的老年人)来说是很困难的。华盛顿大学圣路易斯分校的一项针对小鼠的新研究表明,基因疗法有一天可能会帮到这些病人。

5月8日发表在 Science Advances 杂志上的这项研究显示,在肥胖小鼠没有额外运动的情况下,新型基因疗法能帮助它们在继续高脂饮食的同时快速增肌,降低骨关节炎严重程度 [1]。

图片来源:Science Advances [1]

文章的通讯作者 Farshid Guilak 教授说:“肥胖是骨关节炎最常见的危险因素,超重会影响人的运动能力,使其无法从物理疗法中获得全部益处。我们发现一种利用基因疗法快速形成肌肉的方法,它控制了小鼠的体重,对关节炎也有效,特别是在病态肥胖的情况下。”

Guilak的研究团队开发了一种携带编码卵泡抑素(follistatin, FST)基因、以腺病毒(AVV)为载体的基因疗法。FST是一种肌肉生长抑制素和激活素结合蛋白,已被用作多种退行性肌肉疾病的治疗,FST的丢失与肌肉质量减少有关。

研究人员给8周大的肥胖小鼠注射了这种基因疗法。结果显示,即使没有额外的锻炼,并且在继续吃高脂肪食物的同时,这些小鼠的肌肉质量增加了一倍多,它们的力量也几乎增加了一倍

图片来源:华盛顿大学圣路易斯分校

此外,与未接受基因治疗的同批小鼠相比,治疗小鼠的骨关节炎相关软骨损伤更少关节中的炎性细胞和蛋白质数量降低代谢问题更少心脏和血管更健康,对疼痛的敏感度也明显降低。

FST基因治疗对创伤后关节炎有明显的保护作用。图片来源:Science Advances [1]

尽管研究人员担心基因治疗引起的一些肌肉生长可能是有害的(例如治疗引起心脏壁增厚导致心肌肥大疾病),但庆幸的是,他们尚未观察到这些不良影响,而且这些小鼠的心脏功能实际上得到了改善,心血管健康也得到了改善。

当然,这种基因治疗的安全性还需更长期的研究来确定。如果安全的话,这种疗法对那些肌肉萎缩症患者尤其有益。

不过,Guilak表示,举重或物理疗法等更传统的肌肉强化方法仍然是骨关节炎患者的首选疗法。他说:“这种基因疗法可能需要数年才能开发出来,但我们对其减少与骨关节炎相关的关节损伤以及应用于极端肥胖情况的前景感到兴奋”。

总结来说,这项研究证明,在高脂饮食喂养数周后注射AAV介导的FST可以减轻小鼠关节损伤后骨关节炎的严重性,改善肌肉性能,减少肥胖相关的代谢炎症。由于AAV基因治疗显示出良好的安全性,并且目前正在对许多疾病进行临床试验,因此这种方法不仅可以开发骨关节炎的治疗策略而且可以更广泛地用于肥胖症和相关代谢疾病(包括肌萎缩疾病)相关疗法的开发

参考资料:

1# Gene therapy cuts fat and builds muscle in sedentary mice on unhealthy diets(来源:FierceBiotech)

2# Gene therapy in mice builds muscle, reduces fat  (来源:Medical Press)

相关论文:

[1] Ruhang Tang, etal. Genetherapy for follistatin mitigates systemic metabolic inflammation andpost-traumatic arthritis in high-fat diet–induced obesity. Science Advances (2020).

新靶点

NKG2A | GARP | CD22 | LIF | CDK2 | WWP1 | VCAM1 | Flower | CD24 | Gingipains | DES1 | GPR139 | DHX37 | CXCL10-CXCR3轴 | 628个靶点 | CA19-9 | PTPN2

新疗法

双特异性抗体 | PROTACs技术 | 第四代EGFR抑制剂 | RNAi药物 | GCGR抗体 | AMPK激动剂 | 神奇胶囊CAR-T疗法 | 降胆固醇新药 | 光照+声音 |  调节代谢 | 基因治疗 | 先天免疫 | 细胞治疗 | 智能i-胰岛素 | 胎盘干细胞 | 河豚毒素 | 感冒病毒 | 肠道细菌 | 肿瘤疫苗 | 溶瘤病毒 | 艾滋病毒疫苗 | IL-12 | 纳米颗粒 | 口服胰岛素 | PARP抑制剂 | ADC药物 | KRAS抑制剂

新机制

PD-1抗体与肠道菌群 | 细菌与癌症 | CCR5与中风康复 | 糖促进肿瘤 | 黄金钾 | PD-1加速肿瘤生长 | 癌细胞神秘偷渡PD-L1 | 乳腺癌耐药性 | 铁死亡 | PARP抑制剂 | 哮喘鼻炎之谜 | 致命心脏病 | TOX | 帕金森病 | 肺癌转移 | 高血压 | 减肥药 | 超级细菌毒力开关 | 辅助T细胞

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