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科學家正尋找冬眠灰熊的遺傳學線索 或能提供對抗肌肉萎縮的見解



根據一項新研究,灰熊冬眠長達四個月而無不適感的能力可能是幫助防止宇航員和醫學患者患上使肌肉萎縮的關鍵。柏林馬克斯·德爾布呂克分子醫學中心(MDC)的Michael Gotthardt領導的一個國際團隊正在尋找遺傳學線索,以了解更多有關冬眠灰熊秘密的信息。

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如果一個人試圖模仿一隻冬眠的灰熊,即使不是致命的,結果對他們的健康將產生毀滅性的影響。當熊在進食食物以增加體內脂肪後進入冬眠狀態時,它可以冬眠數月,並且在春季醒來時仍然十分健康。但是,處於類似條件下的人類將遭受血液循環和心理問題,以及骨質流失和肌肉萎縮等。

灰熊之所以具有如此出色能力的原因之一是它的新陳代謝的改變。心率下降,動物對胰島素產生抵抗力,它停止排泄身體代謝廢物,從尿液中重新吸收氨基酸,血氮水平急劇上升。但是,它保持肌肉幾乎完整的方式尤其令人關注。為了了解肌肉的保存機制,Gotthardt的研究小組試圖揭示熊的肌肉細胞中被轉錄並轉化為蛋白質的基因。

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為了進行研究,研究小組從處於冬眠期間的灰熊身上採集了樣本。然後將這些與老年或臥床不起的人類患者,小鼠和線蟲的觀察結果進行比較。線蟲特別有用,因為它們的基因可以相對容易地關閉,以查看它們對肌肉生長的影響,從而有助於縮小候選基因的範圍。

Gotthardt表示:“通過將先進的測序技術與質譜相結合,我們希望確定在冬眠期間哪些基因和蛋白質上調或關閉。”研究小組發現的一件事是,非必需氨基酸(NEAAs)在改變熊的新陳代謝中以及在預防肌肉萎縮中具有重要作用。

Gotthardt說道:“在人和小鼠的分離出的肌肉細胞表現出肌肉萎縮的實驗中,NEAAs也可以刺激細胞生長。但是從較早的臨床研究中知道,以丸劑或粉劑形式施用氨基酸不足以防止老年人或臥床不起的人出現肌肉萎縮。顯然,肌肉本身產生這些氨基酸很重要-否則,氨基酸可能無法到達需要它們的地方。”

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該團隊目前正在研究控制晝夜節律的小鼠中的一組基因,以更好地了解如何將他們學到的知識發展為有效的療法。

Gotthardt稱:“我們現在將研究使這些基因失活的作用。 畢竟,只有在副作用有限或根本沒有副作用的情況下,它們才適合作為治療靶標。”

該研究發表在《科學報告》雜誌上。