我們長大後,肌肉變得更弱,使衰老和身體殘疾的人步履蹣跚。但這不僅會影響個人,還會給公共醫療保健造成巨大負擔。然而,對定義肌肉衰老的生物學過程和生物標記物的研究工作尚未確定根本原因。

現在,來自EPFL生命科學學院Johan Auwerx實驗室的一組科學家從另一個角度審視了這個問題:肌肉衰老與退行性肌肉疾病之間的相似性。他們發現了自然衰老過程中沉積在骨骼肌中的蛋白質聚集體,阻止這種聚集可以防止肌肉衰老的有害特徵。該研究發表在《細胞報告》(Cell Reports)上

Auwerx解釋說:“在與年齡相關的肌肉疾病,例如包涵體肌炎( inclusion body myositis,IBM),我們的細胞努力維持正確的蛋白質折疊,導致這些錯誤折疊的蛋白質沉澱並在肌肉內形成有毒的蛋白質聚集體。” “這些蛋白質聚集物中最突出的成分是β-類澱粉蛋白,就像阿茲海默氏病患者大腦中的類澱粉蛋白斑一樣。”

在這項研究中,科學家們從線蟲線蟲一直到人類的不同物種中,識別出了不同物種的衰老肌肉中的類澱粉蛋白聚集體。此外,他們還發現這些聚集體也會損害線粒體功能。儘管已提出聚集蛋白可促進腦部衰老,但這是首次證明聚集蛋白可促進肌肉衰老並直接破壞線粒體。Auwerx說:“這些異常的蛋白毒性聚集體可以作為衰老過程的新生物標記,而不僅僅是大腦和肌肉。”

但是蛋白質聚集體的形成可以逆轉嗎?為了回答這個問題,研究人員給蠕蟲餵食了維生素煙酰胺核糖苷(nicotinamide riboside)和抗腫瘤藥Olaparib,它們都提高了煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD +)的濃度,後者是維持線粒體功能必不可少的生物分子,並且其濃度在衰老過程中會下降。

在蠕蟲中,即使在高齡期,這兩種化合物也能開啟線粒體的防禦系統。打開所謂的“線粒體質量控制系統”,可以減少與年齡相關的類澱粉蛋白聚集,並提高蠕蟲的適應性和壽命。

然後,科學家們研究了取自老年受試者和IBM患者的人體肌肉組織。開啟相同的線粒體質量控制系統,蛋白質和線粒體體內平衡得到了類似的改善。令人鼓舞的結果使研究人員測試了老年小鼠的煙酰胺核糖苷。該治療還活化了線粒體防禦系統,並減少了不同骨骼肌組織中類澱粉蛋白聚集體的數量和大小。

該研究的第一作者馬里奧·羅曼尼說:“因此,可以在臨床上測試可增強線粒體品質控制的藥物,以逆轉這些與年齡有關的蛋白毒性聚集體並使組織恢復活力。”

參考文獻:

  1. Mario Romani, Vincenzo Sorrentino, Chang-Myung Oh, Hao Li, Tanes Imamura de Lima, Hongbo Zhang, Minho Shong, Johan Auwerx. NAD+ boosting reduces age-associated amyloidosis and restores mitochondrial homeostasis in muscleCell Reports, 2021; 34 (3): 108660 DOI: 10.1016/j.celrep.2020.108660

鄭醫師補充:

可以提高可以提高粒線體的NAD +濃度,就能幫助粒線體產生更多的ATP,在抗老化及延緩身體機能衰退上,這是非常直接的改善方式,目前也有相關營養品補充強調可以延緩大腦衰退,甚至改善憂鬱的相關有興趣的人不妨參閱:

1.https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/14751458/

2.https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15134388/

 

 

 

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