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FASEB J:肌肉组织中关键酶分子能够对抗肌肉萎缩

  1. 肌肉组织
  2. PKA
  3. 肾上腺素

来源:本站原创 2020-11-07 22:04

骨骼肌质量流失通常在衰老时发生,但会在神经退行性疾病或炎性疾病的情况下,或者在重症监护病房(ICU)中长期居住的患者中出现加剧。
2020年11月8日讯/生物谷BIOON/---骨骼肌质量流失通常在衰老时发生,但会在神经退行性疾病或炎性疾病的情况下,或者在重症监护病房(ICU)中长期居住的患者中出现加剧。

巴西圣保罗大学(USP)的研究人员首次表明,刺激人体天然产生的蛋白质的表达可以作为抵抗骨骼肌质量流失的一种策略。

(图片来源:Www.pixabay.com)

“我们能够证明蛋白激酶A [PKA]的过表达显着改善了小鼠对疲劳的肌肉抵抗力。这是因为PKA既抑制了FoxO蛋白,激活了与萎缩相关的基因,又增加了具有增强氧化潜力的肌肉纤维的形成,从而促进肥大,并增强特定肌肉对疲劳的抵抗力,“圣保罗大学里贝朗·普雷托医学院生理学教授,医学博士Luiz Carlos Navegantes说到。相关研究的文章发表在FASEB J杂志上。

这项研究得到了FAPESP的支持,为寻找保护肌肉免受萎缩而又没有严重不良副作用(例如心脏肥大,心动过速,心脏病发作甚至死亡)的药物提供了新的方向。

“ PKA在肌肉中的有益作用包括刺激合成代谢和力量,这是所有已知蛋白质所独有的,使其成为治疗导致肌无力和肌肉萎缩的神经肌肉疾病和病理状况的战略目标和研究对象。

研究小组在23年前发现,肾上腺素激素不仅能分解脂质和碳水化合物等能源,而且还能抑制肌纤维中蛋白质的降解。 “肾上腺素一直被认为是一种调动能量的激素,而不是一种阻止蛋白质过度分解的激素。”

由于他们发现肾上腺素可保护肌肉,因此该小组研究了类似于激素(拟交感神经药)但未设法避免不良副作用的药物的治疗潜力。 Navegantes说:“每个人都希望保留肌肉蛋白,从而增加肌肉质量 ,但是,这些药物可能会损害机体,甚至可能因心脏肥大而致命。”

他补充说,使用合成的肾上腺素和拟交感神经药的主要问题是它们具有全身作用,不能针对特定的肌肉。该小组进行的另一项研究证明了这一点,其中对拟交感神经福莫特罗进行了长期治疗,以治疗肌肉质量下降和疲劳。在发表于恶病质,肌肉减少症和肌肉的文章中,研究人员描述了这种药物的作用,这种药物被广泛用于哮喘,并显示它还可以促进肌肉生长和增强骨骼肌。

Navegantes说:“肌肉的生长主要归因于两个机制:药物抑制蛋白质降解的直接作用,以及众所周知的合成代谢激素胰岛素的分泌增加。” “然而,尽管拟交感神经药在对抗萎缩方面非常有趣,并且已经在临床实践中被采用,但它们可能会产生不利的副作用,尤其是心脏肥大,因此长期使用这些药物是危险的。”

该小组决定通过针对特定肌肉的选择性基因转移研究研究PKA作为解决该问题的潜在方法。 “已知PKA被肾上腺素激活,因此与脂质和碳水化合物的能量分解有关。但是,PKA位于肌肉细胞内部,肾上腺素是循环激素。这种差异使我们能够针对PKA对特定肌肉的作用进行靶向。老鼠。”

为了使肾上腺素抑制肌肉降解,同时保留分解脂质和碳水化合物的能力,因此必须激活PKA。肾上腺素附着于细胞膜受体并发送信号,导致刺激细胞溶质(细胞内液)中的PKA。与肌肉萎缩相关的基因的抑制是细胞核中PKA介导的最终作用之一。

研究人员使用电穿孔来激活肌肉组织中与PKA产生有关的基因。将质粒通过电脉冲体内插入到肌肉中,从而修饰了肌纤维的DNA。

PKA保护肌纤维的发现可能有助于药物开发。 “我们通过电穿孔证明内源性PKA抑制肌肉质量的丧失。接下来,我们计划研究激活PKA的药物,并与合作伙伴一起进行临床和实验模型研究,分析其在衰老和神经退行性疾病中的作用,” Navegantes说。(生物谷 Bioon.com)

资讯出处:Atrophy can be combated by boosting expression of an enzyme produced in muscles

原始出处:
Wilian A. Silveira et al, cAMP‐dependent protein kinase inhibits FoxO activity and regulates skeletal muscle plasticity in mice, The FASEB Journal (2020). DOI: 10.1096/fj.201902102RR

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