↑國衛(wèi)院生技與藥物研究所紀雅惠副研究員研究團隊,發(fā)現(xiàn)肌肉與壽命間的關聯(lián)性。(圖/國衛(wèi)院提供)
紀雅惠長期致力於早衰癥(Hutchinson-Gilford Progeria syndrome, HGPS)的研究,早衰癥是一種罕見的先天遺傳性疾病,造成早衰癥的主因是由於核纖層蛋白A(lamin A)因為突變所產生的早衰蛋白(progerin)而導致。此外,早衰癥患者身體的老化速度約為正常人的八倍,主要癥狀有肌肉減少、心血管疾病等等。
透過多年來在早衰癥的研究基礎上,紀雅惠博士研究團隊建構出可以誘導早衰蛋白在特定組織表達的小鼠模式,並發(fā)現(xiàn)在肌肉細胞專一表達早衰蛋白足以降低肌肉量,進而改變體溫恆定以及能量的代謝,最終縮短小鼠壽命而導致小鼠提早死亡。同時,紀雅惠博士也發(fā)現(xiàn)與肌肉產熱相關的肌脂蛋白(sarcolipin)在早衰小鼠的肌肉中會大量表現(xiàn),特別的是,如果移除肌脂蛋白,將會加速早衰小鼠的死亡,這些研究證據(jù)顯示出肌肉的產熱功能與壽命相關。
↑研究發(fā)表後合影(左起):國衛(wèi)院生技與藥物研究所洪明秀代理所長、梁賡義院長、生技與藥物研究所紀雅惠副研究員。(圖/國衛(wèi)院提供)
透過分子層級的實驗進一步發(fā)現(xiàn),早衰蛋白會與肌脂蛋白、鈣結合蛋白(calnexin)產生增強的交互作用,將原本位於細胞內質網(wǎng)的蛋白質號召到細胞核膜上。一般而言,肌脂蛋白的功能在於抑制SERCA2鈣離子通道,並將所消耗的ATP轉成熱能;鈣結合蛋白的功能則是調節(jié)內質網(wǎng)的鈣離子濃度,以及幫助新生的蛋白質摺疊。但是,由於早衰蛋白與肌脂蛋白、鈣結合蛋白過度的交互作用,造成鈣離子失去平衡,進而導致產熱與代謝的失能,進而改變體溫恆定以及能量的代謝,進而導致壽命縮短。
其實,大家常聽到的肌少癥(sarcopenia)、衰弱癥(frailty)等病癥,共同特徵也是骨骼肌肉的質量和功能逐漸喪失,肌肉質量的下降將直接導致肌肉功能受損,並增加跌倒的可能風險和自主活動功能喪失。
紀雅惠博士補充說,這次的研究結果也發(fā)現(xiàn)衰老的肌肉會過度利用肌肉顫慄來產生熱能以維持生理恆定。因此,未來研究團隊除了持續(xù)針對肌肉衰老與人類壽命進行更多探究以外,對於肌肉功能衰弱的患者,紀博士也建議可以提供溫暖的環(huán)境來達到一定的保護效果,並作為相關疾病患者的照護參考。
※研究論文全文:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6996945