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神奇“长寿蛋白”再发功!这次是恢复肌肉活力

2018/11/24 来源:生物探索
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导读
骨骼肌在受伤后失去愈合的能力是变老的一大表现,匹兹堡大学(UPMC)近日的新研究表明, “炙手可热”的“长寿蛋白”Klotho既是罪魁祸首,也是恢复老年骨骼肌再生缺陷的一个潜在靶标。

DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-018-07253-3

这篇发表在本周《Nature Communications》杂志、题为“Age-related declines in α-Klotho drive progenitor cell mitochondrial dysfunction and impaired muscle regeneration”的论文显示,在年轻的动物中,Klotho的表达在肌肉受伤后急剧上升,而在年老的动物中,它仍然保持不变。而且,通过提高年老动物的Klotho水平,或者减轻Klotho缺陷的下游影响,研究人员可以在小鼠受伤后恢复其肌肉再生。

Klotho (绿色)在幼鼠肌肉组织(红色)的损伤部位周围表达。来源:Nature Communications

UPMC International的康复主任、主要作者Fabrisia Ambroio介绍,“在这项实验中,我们至少挽救了老年骨骼肌的部分再生缺陷,治疗后的老年动物肌肉再生能力与年轻动物相当,这表明Klotho可能是这一领域未来的治疗选择。”

具体来说,研究人员怀疑Klotho下降与线粒体的功能损伤有关,基于这一假设,他们给Klotho基因缺陷动物服用一种线粒体靶向药物SS-31(目前正处于三期临床试验阶段)。结果发现,与未经治疗的对照组相比,经过治疗的动物在受伤部位长出了更多新的肌肉组织,且恢复后的力量与基因正常的小鼠相当。

与年龄相关的Klotho下降会导致线粒体损伤和愈合受损,在年轻肌肉中,高水平的Klotho维持线粒体,这有助于伤后再生。 图片来源:Nature Communications

同样地,研究人员又将Klotho注射到在受伤后的老年动物体内。结果发现,与盐水处理的动物相比,Klotho注射的老年鼠产生了更多的肌肉量且功能恢复的更好。此外,正常健康的小鼠在受伤后没有受益于SS-31。

研究人员认为,在临床上,这些成果或可转化到遭受肌肉损伤或是接受了肌肉损伤手术的老年人身上,在适当的时间点给予他们Klotho可以促进肌肉再生,进而更彻底地恢复他们的肌肉能力。

但Ambroio同时强调,给药时间、剂量和途径未来还需要更全面的研究。

“如果仅用Klotho来刺激肌肉,估计不会带来任何功能上的好处,我们发现,模仿在年轻动物身上看到的时间特征似乎很关键,这一发现也让我们对治疗时间窗有了一些了解。” Ambroio总结。

责编:浮苏

参考资料:

'Longevity protein' rejuvenates muscle healing in old mice

Age-related declines in α-Klotho drive progenitor cell mitochondrial dysfunction and impaired muscle regeneration

除了“延长寿命”,这一蛋白还维持血脑屏障 | PNAS

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