逆转肌肉衰老，《科学》揭示保持“年轻力壮”的关键分子|肌肉衰老
来源：学术经纬
年老力衰似乎是难以抗拒的自然规律。普通人到50岁以后，肌肉量平均每十年减少15%~30%，力量随之急剧减弱，因此老年人容易跌倒，自主活动能力也越来越受限。
然而，顶尖学术期刊《科学》近日在线发表的一项研究，让我们看到了让肌肉保持年轻力壮的希望。
斯坦福大学医学院的科学家们发现，在小鼠老化过程中，有一种蛋白质是肌肉功能的主要调节者。人为阻断这种蛋白质的活性后，年老小鼠的肌肉力量和耐力获得了显著改善。负责这项研究的Helen Blau教授评论说：“进步特别明显。经过一个月的治疗，年老小鼠的肌肉力量增强了15%~20%，这是相当了不起的提升。”
研究人员指出，这种蛋白质很可能也在老年人肌肉衰退的过程中起到了重要作用。
Blau教授领衔的研究团队长期关注肌肉损伤以及肌萎缩症等疾病，在先前的研究中发现，一种名为前列腺素E2（PGE2）的分子可以激活肌肉干细胞，使其迅速活跃起来，修复受损的肌纤维。
而在衰老过程中，骨骼肌也会发生结构和功能的改变，包括肌纤维萎缩，为细胞提供能量的线粒体数量减少、功能出现障碍等。因此研究人员猜想，PGE2相关的生物过程在正常老化过程中或许也有重要作用。
采用灵敏的质谱方法，研究人员发现，与年轻小鼠相比，老年小鼠的肌肉中，PGE2含量确实更低；同时，一种降解PGE2的酶，即15-PGDH，含量会升高。
这一趋势同样表现在人类身上。研究人员检测了不同年龄的人类肌肉组织，在七八十岁的老年人当中，15-PGDH酶的表达量明显高于二十多岁的年轻人。这些数据提示，15-PGDH或许是老化肌肉中PGE2水平下降的一个关键因素。
质谱分析显示，老化肌肉组织中，PGE2水平显著下降
“我们在先前的工作中发现，PGE2的半衰期短，很难转化为疗法。”研究人员介绍。于是在此次研究中，他们尝试通过抑制15-PGDH的降解功能，来达到提高PGE2的目的。
在小鼠身上的实验结果验证了这种策略的可行性。他们给老年小鼠注射了一种小分子抑制剂，阻断15-PGDH的活性。一个月后，小鼠的PGE2含量恢复至年轻时的生理水平，它们的肌纤维也出现了变化。根据研究人员描述，“这些小鼠的肌纤维比治疗前更大，更强壮。其中的线粒体数量变多，外观和功能与年轻肌细胞中的线粒体相似。”
给小鼠每日一次注射15-PGDH抑制剂，显著提高PGE2水平，肌纤维增强
研究人员把接受小分子抑制剂治疗的老年小鼠放进滚轮，让它们跑步，发现这些小鼠可以比对照组跑得更久。这也说明，抑制15-PGDH确实让它们的肌肉力量增强，耐力得到提升。
相反，当研究人员让年轻小鼠过度表达15-PGDH，它们的肌肉提前“老化”了：肌纤维变弱，力量衰减。
“很显然，15-PGDH作为一种调节因子，对肌肉的功能有深远影响。”Blau教授总结说。
从肌纤维中的线粒体来看，抑制了15-PGDH活性后的老年小鼠与年轻小鼠类似（Credit：Adelaida Palla）
研究人员还注意到，15-PGDH不仅在年老动物的肌肉组织中含量升高，在其他老化组织中也有广泛表达。因此，他们计划进一步研究，在正常的老化过程中，哪些因素会调节15-PGDH的水平和活性，以及这种分子如何影响身体其他组织的功能。
“老年小鼠有了更好的长跑表现，这不仅仅需要增加肌肉力量，还需要其他器官系统的参与，比如心肺功能。因此我们的实验结果意味着，动物的整体机能得到了全面改善。”Blau教授指出，“我们希望这些发现可以带来改善人类健康的新方法，提高人们的生活质量。”