科学家们把目光投向了控制骨骼肌成分的蛋白质

【字体: 时间:2023年09月12日 来源:AAAS

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  来自东京都大学的研究人员已经证明,蛋白质Musashi-2 (Msi2)在骨骼肌质量和代谢过程的调节中起着关键作用。他们研究了Msi2基因被敲除的小鼠,发现由于2a型肌肉纤维减少,肌肉质量减少。肌红蛋白和线粒体也减少。2a型纤维对训练和疾病反应敏感;对它们的调控的深入了解将在新疗法中证明是有价值的。

  

来自东京都大学的研究人员已经证明,蛋白质Musashi-2 (Msi2)在骨骼肌质量和代谢过程的调节中起着关键作用。他们研究了Msi2基因被敲除的小鼠,发现由于2a型肌肉纤维减少,肌肉质量减少。肌红蛋白和线粒体也减少。2a型纤维对训练和疾病反应敏感;对它们的调控的深入了解将在新疗法中证明是有价值的。 

骨骼肌纤维的反应能力确实令人着迷。通过训练,我们可以显著提高肌肉质量、力量和耐力。另一方面,随着年龄增长或长时间不运动,肌肉也会萎缩。这不仅不利于出行,还会导致一系列其他疾病。然而,调节肌肉质量和力量的确切机制仍未被科学家完全理解。

现在,由东京都大学助理教授古一康郎领导的研究小组已经解开了这个谜题的关键部分。在之前的工作中,他们发现Musashi-2 (Msi2),一种最初在神经细胞中发现的蛋白质,也在骨骼肌组织中表达。肌肉萎缩也导致Msi2表达减少。他们怀疑Msi2在肌肉纤维的发育中起着更具体的作用,于是决定进行更仔细的研究。

首先,他们从老鼠身上提取肌肉组织,然后用酶从神经、血管和脂肪细胞中分离出肌肉纤维。分析证实Msi2确实是从肌纤维本身表达的。此外,在观察从小腿肌肉中提取的纤维时,他们发现Msi2在1型或“慢”纤维中表达得最强烈,这种纤维比2型或“快”纤维耐力更强,但爆发力更弱。

研究小组还观察了被人工“敲除”武藏-2蛋白编码基因的老鼠。他们发现,Msi2基因敲除小鼠的小腿肌肉质量明显减少,颜色变白,强度下降。通过在显微镜下观察纤维类型,他们现在发现质量的减少是由于2a型纤维数量的减少,这是一种“快”纤维,具有“慢”纤维的一些耐力。他们还注意到,Msi2基因敲除小鼠代谢糖的能力较差,就像糖尿病一样。肌红蛋白和线粒体减少,这两种物质对细胞产生能量至关重要。这个问题可以通过在“快”纤维中表达Msi2来“修复”,恢复肌红蛋白和线粒体的蛋白质标记。这突出了Msi2如何调节糖代谢相关蛋白,并有效控制骨骼肌组织中不同类型纤维的比例。

2a型纤维对训练特别敏感,随着年龄的增长很容易萎缩。这使得对它们如何被调节的任何深入了解,在确定对抗肌肉衰退的新疗法目标以及制定提高肌肉力量的训练方案方面,都是一个关键的进步。

这项工作得到了日本科学技术振兴机构FOREST计划(批准号:)的支持。JPMJFR205K),东京都政府高级研究基金[R2-2]和TMU创新研究项目战略研究基金[R3]。

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