不運動也能維持肌肉健康?透過注射肌肉激素提升運動能力!

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運動是維持骨骼肌肉氧化代謝、形成肌肉血管的重要管道。但是並不是所有人都能維持規律運動習慣,比如老年失能常見的肌少症,因為骨骼肌肉流失降低患者活動能力,連帶使得肌肉與運動神經元的連接功能受影響。

肌肉細胞無法單獨作用,它重要的收縮和代謝功能都需要運動神經元配合才能運作。瑞士卡羅琳斯卡醫學院(Karolinska Institutet)發佈於《Cell Metabolism》最新研究,發現了肌肉細胞會分泌 neurturin 蛋白作用於運動神經元,並提升肌肉運動能力,這個特殊蛋白具有治療運動神經元相關疾病的機會。

肌肉和運動神經元的溝通橋樑 neurturin 蛋白

正常的運動情況下,肌肉細胞會自己產生 neurturin(NRTN)蛋白,neurturin 是一種作用於運動神經元的肌肉激素,並促進肌肉細胞的氧化代謝。為了瞭解 neurturin 蛋白在肌肉細胞和運動神經元之間扮演的角色,研究團隊設計了提高 neurturin 表現的基因改良小鼠。

結果發現 neurturin 表現量高的小鼠運動量提高、動作協調能力也較一般正常小鼠好;生理功能上, neurturin 表現量高的小鼠微血管密度提高、肌肉氧化代謝率增加、並且脂肪酸代謝途徑更加活躍。

特別的是,neurturin 表現量高的小鼠體內特殊運動神經元數量增加,這類運動神經元可以抵抗肌萎縮性脊髓側索硬化症(amyotrophic lateral sclerosis, ALS)等神經退化性疾病。

圖片來源:《Cell Metabolism》

可應用於治療運動神經疾病?

這項研究提出協調肌肉細胞及運動神經元溝通的蛋白,透過 neurturin 作用能夠讓小鼠提高運動能力。研究團隊指出 neurturin 的關鍵角色,將來可能透過從生物體外注射 neurturin 治療運動神經相關疾病,例如 ALS、第二型糖尿病。 

不過研究團隊也提出這項發現在實際人體應用上的限制,因為實驗設計是透過基改和病毒載體提升小鼠的 neurturin 表現量,要在人體執行仍有疑慮,因此距離臨床應用仍有一段距離。可以想見的是,基於這些基礎研究確認的相關分子作用機制,未來除了應用在疾病的治癒,也可能運用在提升運動表現和肌肉細胞的運作。

延伸閱讀:法國國家科研中心推 siRNA 新療法!遺傳性運動感覺神經病變有解?

參考資料:
1. https://news.ki.se/study-identifies-protein-important-for-motor-coordination-and-exercise-performance?_ga=2.15948470.1497303641.1633056150-1617314685.1633056150
2. Cell Metabolism, 2021; https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1550413121004228?via%3Dihub

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