阻断蛋白质对鼠的作用

布劳说：“很明显，这种调节剂15-PGDH对肌肉功能有深远的影响。” “我们希望这些发现可能导致改善人类健康并影响许多人生活质量的新方法。这是我的主要目标之一。”

Blau和Palla正在研究更多有关在正常衰老期间如何控制15-PGDH的水平和活性，以及​​它如何影响体内其他组织的功能的研究。

布劳说：“老鼠在跑步机上的表​​现更好，但这不仅需要增加肌肉的力量。” “其他器官系统也参与其中，例如心脏和肺部。这表明整个动物的功能*。”

斯坦福大学医学院研究人员的一项研究表明，将一种蛋白质的活性降低一个月，可以恢复衰弱的肌肉的质量和力量，并帮助它们在跑步机上跑更长的时间。相反，增加这种蛋白质在年轻小鼠中的表达会导致它们的肌肉萎缩和削弱。

微生物学和免疫学教授海伦·布劳(Helen Blau)博士说：“这种改进的确是非常显着的。” “经过一个月的治疗，老年小鼠的力量增强了约15%至20%，而且它们的肌肉纤维看起来像年轻的肌肉。考虑到人类在50岁左右以后每十年会失去大约10%的肌肉力量，这非常了不起。”

该蛋白质以前没有涉及衰老。研究人员表明，这种蛋白质称为15-PGDH的含量在旧肌肉中升高，并在其他旧组织中广泛表达。他们在人体组织中进行的实验为人们随着年龄增长而出现的肌肉无力的未来治疗方法带来了希望。

Blau是Donald E.和Delia B. Baxter基金会的教授，也是Baxter干细胞生物学实验室的主任，该研究的高级作者，该研究将于12月10日在线发表在《科学》杂志上。主要作者是阿德莱达·帕拉(Adelaida Palla)博士。

衰老中的肌肉丢失

衰老过程中的肌肉流失被称为肌肉减少症，由于人们失去了自我护理的能力，经历了更多的跌倒，并且变得越来越缺乏活动能力，因此每年在美国的医疗保健支出中占数十亿美元。这是由于肌肉结构和功能的变化：肌肉纤维收缩以及细胞线粒体的数量和功能被称为线粒体萎缩。

布劳和她的同事们以来对了解肌肉损伤后的肌肉功能以及杜兴氏肌营养不良症等疾病很感兴趣。此前，他们发现一种叫做前列腺素E2的分子可以激活肌肉干细胞，这些干细胞起作用来修复受损的肌肉纤维。

布劳说：“我们想知道同样的途径在衰老中是否也很重要。” “我们惊讶地发现PGE2不仅增强了干细胞的再生功能，而且还作用于成熟的肌肉纤维。它具有有效的双重作用。”

前列腺素E2的水平受15-PGDH的调节，从而破坏了前列腺素E2。研究人员使用了一种高度敏感的质谱技术，一种区分紧密相关分子的方法，来确定与年轻小鼠相比，老年动物的肌肉中15-PGDH的水平升高，而前列腺素E2的水平更低。

他们发现人类肌肉组织中15-PGDH的表达方式相似，因为70年代和80年代初的人表达水平高于20年代中期的人。

“我们从以前的工作中知道前列腺素E2对年轻肌肉的再生有益。” Palla说。“但是它的半衰期短，很难转化为一种疗法。当我们抑制15-PGDH时，我们观察到前列腺素E2水平全身升高，导致衰老小鼠全身肌肉得到改善。”

抑制15-PGDH

研究人员每天给小鼠施用一个小分子，该分子阻断15-PGDH的活性，持续一个月，并评估该治疗对成年和幼年动物的影响。

布劳说：“我们发现，在老年小鼠中，即使只是部分抑制15-PGDH也会使前列腺素E2恢复到年轻小鼠中的生理水平。“与治疗前相比，这些小鼠的肌肉纤维更大，更强壮。线粒体数量更多，外观和功能类似于年轻肌肉中的线粒体。”

与未经处理的动物相比，经过处理的动物在跑步机上的行走时间更长。

当Palla和她的同事进行反向实验时(在幼鼠中过表达15-PGDH)，情况恰恰相反。这些动物失去了肌肉的张力和力量，并且它们的肌肉纤维收缩并且变得较弱，就像老动物一样。

后，研究人员观察到前列腺素E2对在实验室培养皿中生长的人类肌管(未成熟的肌肉纤维)的影响。他们发现，用前列腺素E2处理肌管会导致直径增加，并且肌管中的蛋白质合成增加-证明前列腺素E2直接作用于肌肉细胞，而不作用于组织微环境中的其他细胞。