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运动蛋白可使双倍的运行能力恢复功能并延长老年小鼠的健康寿命

一项新的研究表明,人在运动过程中会表达一种强大的激素,用这种激素治疗小鼠会改善身体的机能,能力和适应性。研究人员说,这些发现为解决与年龄有关的身体衰退提供了新的可能性。

这项研究于周三在《自然通讯》上发表,详细揭示了线粒体基因组如何编码指令,以调节衰老过程中的体力,表现和新陈代谢,并可能延长健康寿命。

南加州大学伦纳德·戴维斯分校老年医学学院的助理教授张汉汉(Changhan David Lee)说:“线粒体被称为细胞的能量来源,但它们也是通过主动与身体其他部位沟通来协调和调节新陈代谢的枢纽。”该研究的作者。“随着年龄的增长,该通信网络似乎崩溃了,但是我们的研究表明,您可以恢复该网络或使一只年长的老鼠恢复活力,使其与年幼的老鼠一样健康。”

这项研究着眼于MOTS-c的作用,MOTS-c是最近发现的几种模仿运动效果的激素之一。然而,MOTS-c是独特的,因为它是在线粒体的小基因组中编码的,而不是在细胞核中的较大基因组中编码的。Lee说,这打开了一个全新的基因组,可用于新的干预措施。Lee与USC伦纳德·戴维斯分校伦纳德·戴维斯分校院长,老年医学,医学和生物科学教授Pinchas Cohen首先描述了进化上保守的蛋白质及其对蛋白质的作用。他的后续研究表明,线粒体编码的MOTS-c如何指导蛋白质与核基因组相互作用,并在调节细胞代谢和应激反应中发挥重要作用。

在小鼠中,各个年龄段的体质都有改善

在这项研究中,研究小组测试MOTS-C的影响如何注射小鼠通过测量年轻(2个月)的物理容量和性能,中年(12个月),老(22个月)小鼠不同年龄的。当小鼠面临身体挑战时,包括保持旋转杆的平衡并在加速的跑步机上跑步,接受MOTS-c治疗的所有年龄段的小鼠的表现均好于同龄未治疗的小鼠。

即使接受高脂饮食的小鼠组在MOTS-c治疗后也表现出明显的身体改善,并且体重增加比未治疗的小鼠少。这些发现呼应了先前关于MOTS-c小鼠治疗的研究,该研究还发现它可以逆转饮食引起的肥胖症以及饮食和年龄依赖性的胰岛素抵抗。

此外,用MOTS-c治疗寿命即将结束的最年老的小鼠可显着改善体格。这种后期治疗改善了握力,步态(通过步幅测量)和身体表现,通过步行测试进行了评估(该年龄段无法跑步)。

李说:“年龄较大的小鼠相当于65岁及65岁以上的人类,一旦治疗,它们在跑步机上的运行能力就翻了一番。” “他们甚至能够胜过他们未经治疗的中年人。”

人类通过运动表达MOTS-c

为了测量运动对人MOTS-c水平的影响,研究人员从久坐不动,健康的年轻男性志愿者那里收集了骨骼肌组织和血浆,这些志愿者在固定自行车上运动。在运动前,运动中和运动后以及休息4小时后收集样品。

在肌肉细胞中,运动后MOTS-c的水平显着增加了将近12倍,并且在休息了四个小时后仍保持了部分升高,而运动中和运动后血浆中的MOTS-c的水平也增加了约50%,然后恢复到休息期后的基线。这些发现表明该运动本身诱导了线粒体编码的调节肽的表达。

MOTS-c在人体运动过程中的表达以及在小鼠中的研究结果都支持这样一种观念,即衰老受线粒体和核基因组中基因的调控。Lee说,尽管需要对MOTS-c进行进一步的研究,但数据表明,MOTS-c治疗可以增加健康寿命,或延长一部分人的健康状况,并解决脆弱和其他与年龄有关的疾病。

他补充说,在小鼠中进行MOTS-c治疗的结果对于将来转化为人类是极有希望的,尤其是这样的事实,即使从老年开始就可以得到这种结果。

他说:“人类身体衰退的指标,例如步幅减少或步行能力下降,与死亡率和发病率密切相关。” 与终身治疗相比,针对晚年衰老和衰弱的干预措施在生活中将更为可行。

“ MOTS-c是一种运动诱导的线粒体编码的年龄依赖性身体下降和肌肉稳态的调节剂”,首次于2021年1月20日在线发布。

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