代謝研究大牛Cell發現“大力士”蛋白

　　Dana-Farber癌癥研究所的著名代謝研究科學家Bruce Spiegelman在最新的一項研究中，發現了一種來自肌肉的之前未知的蛋白，這種蛋白能刺激肌肉生長，并提高運動力。研究人員認為，通過人為地提高這種蛋白的表達水平，未來有一天將能幫助患有癌癥的患者，由于住院長時間不運動引起的肌肉損傷，或者油衰老導致的體力下降。

　　Spiegelman教授是代謝研究領域的一位權威科學家，據稱，他的名號對做代謝的來說都是如雷貫耳，一直引領代謝研究領域的潮流。代謝里很多重要基因都和他有密切的關系，PPARr, PGC1 family, PRDM16等等，并且從他實驗室走出來的學生也都在代謝領域發揮著重要的作用。

　　在最新這項研究中，研究人員給小鼠喂食了額外的這種蛋白，結果發現這些小鼠的肌肉和力量都有了提升，并且患有癌癥的嚙齒動物受到癌癥惡病質 (cancer cachexia,CC，是惡性腫瘤患者常見死亡原因之一)的影響也小一些，這一相關成果公布在12月7日出版的Cell雜志上。

　　文章的第一作者Jorge Ruas認為，“從目前看，這還只是基礎研究階段。但是，如果能找到一種方法，增加這種蛋白的表達水平，那么將會成為一種令人興奮的新技術。比如說，也許可以減少重癥監護病房中，由于長期臥床導致的肌肉萎縮”，其它方面，也可以應用到一些類似肌營養不良，和衰老導致的肌肉逐漸喪失的疾病。

　　在這篇文章中，Spiegelman教授研究組在骨骼肌中發現了一種稱為PGC-1 alpha-4(PGC-1α-4)的蛋白，這種蛋白在小鼠和人類體內均存在。一些抗阻運動，比如舉重，會引起這種蛋白的表達水平增多，從而引發生化變化，導致肌肉增長，更有力，因此這種蛋白可以稱為“大力士”蛋白。

　　PGC-1α-4是PGC-1α的一種亞型，或者稱為輕微變體，而后者正是機體代謝的一種重要調控因子，可以通過一些運動開啟，比如跑步，但這種運動增加的是肌肉的耐力，而不是大小。“這項研究驚訝的發現，調控運動的兩個主要方面的這兩種蛋白是由一種單基因表達，”Spiegelman教授說。

　　研究人員發現這種新蛋白能調控兩種之前已經發現的，參與肌肉生長的的分子途徑。如果加強鍛煉，PGC-1α-4表達量增加，會引起另外一種稱為IGF1(insulin-like growth factor 1)的蛋白活性也增加，從而促進肌肉生長。

　　同時PGC-1α-4還會抑制另一種蛋白：肌肉生長抑制素(myostatin)，這種作用因子通常會限制肌肉的生長。因此從功能上來看，PGC-1α-4就是一種加速器，能消除剎車的制動，令肌肉獲得質量和強度上的提升。

　　“所有的肌肉都會對發育生長產生正面和負面的影響，”Spiegelman教授解釋，“這個蛋白(PGC-1α-4)抑制肌肉生長抑制素的作用，并且促進了IGF1的增多”。

　　幾個實驗證明了利用這種新蛋白，產生的肌肉增強的作用。研究人員利用病毒將PGC-1α-4插入到了小鼠的腿部肌肉中，結果發現在幾天之內，這些動物的肌肉纖維，與對照小鼠相比，增大了60%。之后研究人員又設計了比正常小鼠(未進行鍛煉)具有更多PGC-1α-4的轉基因小鼠，發現這些小鼠更加強壯，也更耐疲勞，而且比對照組更精瘦。

　　這些小鼠還表現出了針對癌癥相關的肌肉萎縮的“極大的抗阻性”，研究報告稱，如果加入了額外的這種蛋白，癌癥小鼠就只會失去10%腿部肌肉，而對照組則會失去29%，這些小鼠也比正常小鼠更強健，更有活力。