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研究:強化肌肉蛋白有礙長壽

美國約翰·霍普金斯大學醫學院(The Johns Hopkins University School of Medicine)的研究人員發現,生物體內一系列強化體格的基因,能夠促進年輕的個體在生存競爭上具有優勢,但是到了生物體衰老的階段,這些基因卻也讓生物體付出很大的代價。

這份5月26日發表於《自然·通訊》(Nature Communications)期刊的研究稱,大量證據顯示CaMKII蛋白對提升年輕生物的力量、耐力、肌肉健康和體格起到重要作用。但是,表徵CaMKII蛋白的基因同時也讓生物體付出代價:它讓生物體在衰老過程中更容易患病、死亡。研究提出建議,以後可以針對CaMKII蛋白開發防治與衰老相關的疾病的方法。

主要研究者之一約翰·霍普金斯大學醫學院教授安德森(Mark Anderson)說,隨著身體的老化,過量CaMKII蛋白的弊端更明顯,與心臟組織受損、心房顫動、癌症、肺部和神經系統毛病相關。這份研究分別用小鼠和果蠅進行一系列實驗,證明不僅對於脊椎動物是如此,對於非脊椎動物也是如此。

研究人員先用小鼠實驗,改造了一些小鼠的基因,使它們的CaMKII蛋白抗氧化,與另一些普通小鼠對比,在小型跑步機上測試它們的運動能力。結果顯示,普通小鼠比基因改造後的小鼠平均能夠多跑150米,每分鐘多跑5米。

研究人員再對果蠅進行實驗,以它作為無脊椎動物的代表。一般情況下,無脊椎動物體內不具有氧化敏感的CaMKII蛋白,也就是說,氧化劑對普通果蠅的活動能力並不會造成影響。這份研究用CRISPR基因編輯技術編輯一些果蠅的DNA,使其產生氧化敏感的CaMKII蛋白。

研究人員把兩組果蠅放在玻璃管內,觀察它們爬到玻璃管頂端的速度以檢測它們的活動能力。結果顯示,基因改造過的果蠅平均來說爬得更高,每秒可以多爬5毫米左右。

接著,他們給這些果蠅餵食抗氧化的食物,起到抵消氧化作用的效果,再觀察兩組果蠅的表現。這次,兩組果蠅的活動能力並無差異。

研究稱這兩項實驗的對比說明,具有氧敏感CaMKII蛋白的確對活動能力起到了促進作用,即使對無脊椎動物也是如此。

研究人員再給這些果蠅餵食含有百草枯(paraquat)的食物。百草枯是一種除草劑,具有強氧化性,是實驗室內研究代謝氧化應激反應常用的化學品。

這次的實驗結果是,普通果蠅的表現和沒吃這種食物之前一樣,沒有變化。研究人員說,這個結果正是預期看到的,因為正常果蠅體內的CaMKII蛋白並不對氧化劑敏感。

然而這次看到,基因改造的果蠅吃了這種食物後,比沒吃之前每秒少爬10毫米左右,也就是說它們的活動能力變差了。

不僅如此,研究人員發現,基因改造果蠅的心臟的收縮和擴張的幅度都比普通果蠅大,心跳速度也更快。而且,這些果蠅在接觸了像百草枯這類強氧化劑後,它們的心臟更容易出問題,甚至停止跳動。更驚人的是,研究人員發現基因改造後的果蠅衰老更快,壽命明顯比普通果蠅短。

這份研究總結說,這項發現為治療與衰老相關的疾病提供了一個新的標靶,也許設計一些針對表徵CaMKII蛋白的基因配合治療,效果會更好。◇

責任編輯: 夏雨荷  來源:大紀元記者李少維編譯報導 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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