"馬拉松小鼠" 聚焦罕見肌肉型別

轉化的肌肉纖維暗示肌肉萎縮疾病的新策略

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研究人員已促使小鼠從一種通常罕見的肌肉纖維型別中生長出完整的肌肉,從而使這些齧齒動物比未經改變的同類更能跑更遠、跑更長時間。這類動物可能有助於確定這種知之甚少的纖維型別的作用,並找到能夠對抗人類肌肉萎縮疾病(如肌肉營養不良症)的藥物。

肌肉纖維通常分為兩種型別——“慢肌纖維”和“快肌纖維”。慢肌纖維顏色較紅(想想牛肉或深色雞肉),比快肌纖維(想想豬肉或白色肉)更具耐力,快肌纖維收縮更快,但能量利用效率較低。

新創造的小鼠的肌肉由一種中間型別的纖維組成,這種纖維通常只在肌肉中少量存在。研究人員將一種稱為PGC-1B的小鼠基因的過度活躍形式插入到正在發育的胚胎中,發現這種不常見的纖維(稱為IIX)在由此產生的小鼠中變得豐富,但以快肌纖維為代價。


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這些富含IIX的動物的肌肉明顯更紅、慢肌纖維更多,因此,正如該小組在本月出版的《細胞代謝》雜誌上報告的那樣,它們是非常棒的小運動員。它們平均能夠跑33分鐘才力竭,而它們的同類只能跑26分鐘。哈佛醫學院心臟病專家Zoltan Arany是該研究的主要作者,他說:“它們比它們的野生型同類表現好得多,這非常令人印象深刻。”

研究人員認為,PGC-1B產生一種蛋白質,這種蛋白質有助於啟用其他蛋白質,而其他蛋白質反過來又會刺激製造IIX纖維的基因。同一研究小組的成員在2002年的一項研究中發現,一個相關的基因PGC-1A可以將快肌纖維(稱為IIB)轉化為慢肌纖維型別(I和IIA)。

Arany表示,這些發現可能有助於闡明這種型別肌肉的作用,到目前為止,這種肌肉的作用一直難以確定,因為動物通常只有相對較少的IIX纖維。“這些小鼠將是研究IIX纖維究竟是什麼的絕佳工具,”他說。早期的研究表明,例如,當肌肉從快肌纖維IIB轉變為慢肌纖維IIA時,會有一段時間作為IIX纖維存在。

Arany表示,操縱人體肌肉中存在的纖維型別也可能有助於治療肌肉萎縮疾病,如肌肉營養不良症,因為實驗表明,慢肌纖維可能更耐萎縮。

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