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NAD +可以恢复与年龄有关的肌肉退化

我们长大后,肌肉变得更弱,使衰老和身体残疾的人步履蹒跚。但这不仅会影响个人,还会给公共医疗保健造成沉重负担。然而,对定义肌肉衰老的生物学过程和生物标记物的研究工作尚未确定根本原因。

现在,来自EPFL生命科学学院Johan Auwerx实验室的一组科学家从另一个角度审视了这个问题:肌肉衰老与退行性肌肉疾病之间的相似性。他们发现了自然衰老过程中沉积在骨骼肌中的蛋白质聚集体,阻止这种聚集可以防止肌肉衰老的有害特征。该研究发表在《细胞报告》上。

Auwerx解释说:“在与年龄相关的肌肉疾病(例如包涵体肌炎(IBM))期间,我们的细胞努力维持正确的蛋白质折叠,导致这些错误折叠的蛋白质沉淀并在肌肉内形成有毒的蛋白质聚集体。” “这些蛋白质聚集物中最突出的成分是β-淀粉样蛋白,就像阿尔茨海默氏病患者大脑中的淀粉样蛋白斑一样。”

在这项研究中,科学家们从线虫线虫一直到人类的不同物种中,识别出了不同物种的衰老肌肉中的淀粉样蛋白聚集体。此外,他们还发现这些聚集体也会损害线粒体功能。尽管已提出聚集蛋白可促进脑部衰老,但这是首次证明聚集蛋白可促进肌肉衰老并直接破坏线粒体。Auwerx说:“这些异常的蛋白毒性聚集体可以作为衰老过程的新生物标记,而不仅仅是大脑和肌肉。”

但是蛋白质聚集体的形成可以逆转吗?为了回答这个问题,研究人员给蠕虫喂食了维生素烟酰胺核糖苷和抗肿瘤药Olaparib,它们都提高了烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD +)的水平,后者是维持线粒体功能必不可少的生物分子,并且其水平在衰老过程中会下降。

在蠕虫中,即使在高龄时,这两种化合物也能开启线粒体的防御系统。打开所谓的“线粒体质量控制系统”,可以减少与年龄相关的淀粉样蛋白聚集,并提高蠕虫的适应性和寿命。

然后,科学家们研究了取自老年受试者和IBM患者的人体肌肉组织。开启相同的线粒体质量控制系统,蛋白质和线粒体体内稳态得到了类似的改善。令人鼓舞的结果使研究人员测试了老年小鼠的烟酰胺核糖苷。治疗也激活了线粒体防御系统和减少在不同的骨骼的淀粉样蛋白聚集体的数量和大小的肌肉组织。

该研究的第一作者马里奥·罗曼尼说:“因此,可以在临床上测试可增强线粒体质量控制的药物,以逆转这些与年龄有关的蛋白毒性聚集体并使组织恢复活力。”

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