研究揭示了随着年龄增长肌肉衰退的路线图
根据今天发表在《柳叶刀》杂志上的一份报告，科学家们已经绘制出了老鼠肌肉老化的全面路线图，可用于寻找防止肌肉运动和功能下降的治疗方法eLife．
这项研究揭示了肌肉在不同的生命阶段发生了最显著的变化，并表明一种名为Klotho的分子，当给年老但不是很年老的老鼠服用时，能够改善肌肉力量．
与年龄相关的骨骼肌量和功能的丧失sarcopenia-与丧失行动能力和增加摔倒风险有关。然而，尽管科学家们知道肌少症是如何影响肌肉组织的外观和行为的，但对肌少症的潜在分子机制仍然知之甚少。目前对骨骼肌减少症的治疗主要涉及开处方体育活动或者改变饮食习惯，这些都取得了一定的成功。
“尽管目前还没有针对骨骼肌减少症的有效治疗方法，但已经有一些药物治疗进入了临床试验。有趣的是，其中许多作用机制也涉及一种名为Klotho的蛋白质，”共同第一作者、美国宾夕法尼亚州匹兹堡大学环境与职业健康系博士生Zachary Clemens说。“有证据表明，Klotho的水平会随着年龄的增长而逐渐下降，所以我们想测试补充Klotho是否会减缓肌少症的发展。”
该团队首先对小鼠骨骼肌的结构、功能和基因活性的变化进行了表征和比较。他们把老鼠分成四个年龄组——年轻、中年、年老和年老——并观察肌肉重量、肌肉纤维类型、肌肉是否积累了脂肪和骨骼肌功能。虽然老老鼠表现为轻度肌少症，仅在老年小鼠中出现肌少症的常见临床特征。
接下来，他们观察肌肉的变化基因活性他们发现，从年轻的老鼠到最年老的老鼠，与衰老特征相关的基因出现了渐进式的破坏。
“到目前为止，大多数研究骨骼肌已经专注于识别与骨骼肌减少症相关的特定途径，以确定与这种情况相关的分子机制，”匹兹堡大学生物工程系的博士生、共同第一作者Sruthi Sivakumar解释说。“我们采用了一种综合的方法，通过将基因表达水平转换为蛋白质相互作用然后我们研究了这种互动网络是如何随着时间而变化的。”
从这个网络中，研究小组确定了肌肉细胞的“网络熵”，作为一种方法来估计随着时间的推移系统中分子秩序的损失。他们发现年轻组和年老组之间的差异最大(此时达到了最大熵)，而年老组和最年老组之间的差异很小。此外，当他们研究不同年龄组的人类肌肉基因数据时，他们发现熵在生命的第四个十年达到最低水平，之后熵上升。研究小组对此很感兴趣，因为人生的第四个十年通常是骨骼肌减少症开始发展的时间点。
接下来，他们观察给小鼠服用Klotho是否对损伤后的肌肉愈合有有益的影响。他们发现，在动物肌肉受伤后使用Klotho可以减少疤痕，增加与力量产生相关的结构。接受Klotho治疗的受伤小鼠肌肉功能也有所改善，比如肌肉抽搐和发力，全身耐力提高了两倍。
最后，研究小组研究了给小鼠服用Klotho是否能逆转与年龄有关的肌肉质量和功能下降。他们发现，Klotho给药对老年小鼠有一定的改善:与没有治疗的小鼠相比，在支撑全身重量的情况下，力的产生提高了17%，耐力提高了60%。但这只在年老的老鼠中出现，而在最年老的动物中没有。进一步的调查显示，Klotho受到了影响基因与衰老相关的标志在所有年龄组中都有，但最老的是老鼠显示基因反应异常。
匹兹堡大学物理医学和康复系副教授、资深作者Fabrisia Ambrosio总结道:“我们的数据表明，在较早的时间点，用Klotho治疗可能更有效地减缓骨骼肌减少症的进展，而不是挽救晚期与年龄有关的疾病，到那时，基因反应似乎更随机。”“在未来的研究中，确定在年轻时提高Klotho水平是否可以防止肌肉衰退到老年，甚至是老年，这将是很有趣的。”
进一步探索
