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Cell Reports:科学家发现肌肉的能量开关!

来源:本站原创 2018-03-09 00:39

2018年3月9日讯 /生物谷BIOON /——如果你还好奇艰苦的锻炼是否会转化为更好的耐力,也许Salk研究所的研究人员可以给你答案。在一项最近发表在《Cell Reports》的研究中,Ronald Evans实验室的科学家们发现ERR gamma蛋白质可以帮助产生与耐力训练相关的好处。


图片来源:Salk Institute

“ERR gamma是耐力训练成为可能。” Ronald Evans说道,他是该研究共同通讯作者、基因表达实验室主任。“它增强了线粒体的功能,创造更多血管以输送氧气、带走毒素,并帮助修复肌肉使用相关的损伤。这使得ERR gamma成为了一个很有趣的治疗肌肉羸弱等情况的靶点。”

这个故事起始于PGC1α和PGC1β蛋白,这两种蛋白调控着20种其他与骨骼肌能量和耐力训练相关的蛋白质,包括一种Evans实验室发现的叫做ERR gamma的蛋白质。反过来,ERR gamma作为一种荷尔蒙受体,可以激活多个基因。Evans的实验室想精确地知道ERR gamma在骨骼肌能量产生过程中扮演的角色,以及这如何影响身体的耐受力。

为了揭示这种关系,这个Salk的研究团队研究了缺失PGC1α/β的小鼠。同时他们还使一些小鼠的骨骼肌细胞选择性表达ERR gamma。这个方法允许他们检测ERR gamma和PGC1如何独立工作,以及它们如何联合发挥作用。

缺失PGC1对肌肉能量和耐力都有负面影响。但是增加ERR gamma可以恢复功能。研究团队发现ERR gamma是能量产生必须的蛋白,可以激活基因产生更多的线粒体。换句话讲,他们发现了骨骼肌的能量开关。

该实验室还发现增加PGC1缺陷的小鼠体内ERR gamma的表达可以增强它们的训练表现。通过检测主动轮运行,他们发现与缺失PGC1、ERR gamma正常的小鼠相比,增加ERR gamma表达可以使小鼠运动时间增加5倍。

“现在我们已经发现了这个运动诱导变化的直接靶标ERR gamma。”Salk研究所副研究员、该研究第一作者Weiwei Fan说道。“我们可以激活ERR gamma,以达到运动锻炼相同的效果。”

除了可以增加骨骼肌细胞中的线粒体数量之外,ERR gamma还可以增加肌肉血流。

“为了获得更多能量、及时排出毒素,你不得不需要更多的血液供应。”Salk资深科学家、该研究共同通讯作者Michael Downes说道。“ERR gamma可以同时增加线粒体和血流供应。”

但是也许最重要的发现是ERR gamma可能是治疗肌肉损伤的一个潜在靶标。

“线粒体在全身细胞中都发挥着至关重要的作用,但是尤其是肌肉细胞需要更多的能量。”Evans说道。“我们知道ERR gamma可以通过增加线粒体的能量产出来修复损伤的肌肉。如果我们可以找到能够特异性靶向ERR gamma的小分子,我们希望可以用于治疗肌肉萎缩症和其他骨骼肌疾病。”(生物谷Bioon.com)

参考资料:

Ronald M. Evans et al.ERRγ Promotes Angiogenesis, Mitochondrial Biogenesis, and Oxidative Remodeling in PGC1α/β-Deficient Muscle.Cell Report.DOI: https://doi.org/10.1016/j.celrep.2018.02.047

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