Aging Cell: 科学家揭示了过氧还蛋白3可以清除线粒体过氧化氢治疗肌肉萎缩

随着年龄的增长，肌肉质量和力量逐渐减少，称为肌肉减少症，导致老年人日常活动能力有限，影响生活质量和健康寿命。虽然导致这种病理的机制尚未完全明确，但活性氧、神经肌肉接头(NMJ)中断和神经丢失是重要的危险因素。

图片来源: https://doi.org/10.1111/acel.13569

近日，美国俄克拉何马州医学研究基金会的 研究人员在“Aging Cell”杂志上发表了题为“Scavenging mitochondrial hydrogen peroxide by peroxiredoxin 3 overexpression attenuates contractile dysfunction and muscle atrophy in a murine model of accelerated sarcopenia《过表达过氧化还蛋白3清除线粒体过氧化氢可减轻加速性肌无力小鼠的收缩功能障碍和肌肉萎缩》”的研究型文章。该研究结果表明，尽管氧化还原依赖性肌肉减少症小鼠模型中NMJ损伤持续存在，但肌肉特异性过氧还蛋白3(PRDX3)过表达可以减少线粒体H2O2生成，改善线粒体功能，减轻肌肉数量和质量的损失。

首先，本研究的目的是确定线粒体过氧化氢对神经源性萎缩和收缩功能障碍的影响。研究者首先将过表达线粒体H2O2清除剂过氧化物酶3 (mPRDX3)的小鼠与建立的肌少症小鼠模型超氧化物歧化酶(Sod1)敲除小鼠杂交，以确定减少心肌H2O2是否能预防或延缓氧化还原依赖性肌少症的发生。

研究者发现在Sod1敲除小鼠分离的肌肉线粒体中H2O2的基础生成率升高，而mPRDX3过表达则使其正常化。mPRDX3的过表达阻止了Sod1敲除线粒体最大耗氧率和钙潴留能力的下降。在Sod1敲除肌肉萎缩被mPRDX3过度表达减轻了20%,这与肌纤维横断面面积的增加有关。

过氧化还蛋白3人转基因构建图(PRDX3)

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总之，研究者的数据表明，骨骼肌中PRDX3表达的增加使氧化还原依赖性肌肉减少症中过多的线粒体过氧化氢生成正常化。这与萎缩减弱和收缩功能障碍的恢复有关，表明线粒体来源的过氧化氢在肌肉萎缩中起部分作用，但在收缩功能受损中起更大作用。

本研究还报告了新的发现, mPRDX3过表达改善了肌肉数量和质量，尽管在氧化还原依赖性肌肉减少症中，mPRDX3对NMJ损伤的影响不足。因此，重要的是要确定PRDX3在肌肉和神经元中的过度表达是否进一步保护肌肉免受年龄相关性骨骼肌萎缩和NMJ损伤的影响。总体而言，该研究结果表明线粒体过氧化氢和PRDX3在骨质疏松症中的意义，这有助于缩小我们治疗骨质疏松症的药物开发的靶点范围。（生物谷 Bioon.com）

参考文献

Bumsoo Ahn et al. Scavenging mitochondrial hydrogen peroxide by peroxiredoxin 3 overexpression attenuates contractile dysfunction and muscle atrophy in a murine model of accelerated sarcopenia. Aging Cell. 2022 Feb 24;e13569. doi: 10.1111/acel.13569.