根据eLife今天发布的一份报告，科学家已经绘制出了小鼠肌肉衰老的综合路线图，可用于寻找防止肌肉活动性和功能下降的疗法。
这项研究揭示了肌肉中的哪些分子在不同的生命阶段发生了最显着的变化，并显示了一种名为Klotho的分子，当对年龄较大但不是很老的小鼠给药时，能够改善肌肉强度。
与年龄相关的骨骼肌质量和功能丧失(称为肌肉减少症)与活动能力丧失和跌倒风险增加有关。然而，尽管科学家知道肌肉减少症如何影响肌肉组织的外观和行为，但对于肌肉减少症的潜在分子机制仍然知之甚少。当前的肌肉减少症的治疗主要涉及处方体育锻炼或饮食调节，并且已显示出中等程度的成功。
“尽管目前还没有经过验证的肌肉减少症治疗方法，但仍有一些药物治疗方法进入临床试验。有趣的是，其中许多方法都作用于还涉及一种名为Klotho的蛋白质的机制，”该系博士生第一作者Zachary Clemens说。宾夕法尼亚州匹兹堡大学环境与职业健康学院。“证据表明，Klotho的水平会随着年龄的增长而逐渐下降，因此我们想测试补充Klotho是否可以减弱肌肉减少症的发展。”
该小组首先对小鼠整个寿命中骨骼肌的结构，功能和基因活性的变化进行了表征和比较。他们将小鼠分为四个年龄段-年轻，中年，最老和最老的年龄-并研究了肌肉重量，肌肉纤维类型，肌肉是否积聚了脂肪以及骨骼肌功能。尽管老小鼠表现出轻度的少肌症，但少肌症的常见临床特征仅存在于最老的小鼠中。
接下来，他们研究了肌肉基因活性的变化，发现了已知与衰老有关的基因的逐步破坏，从年轻小鼠到最老的小鼠。
“迄今为止，大多数骨骼肌研究都集中在与肌肉减少症相关的特定途径的鉴定上，以鉴定与该疾病相关的分子机制，”第一作者，大学生物工程学系博士生Sruthi Sivakumar解释说。匹兹堡。“我们采用了一种整合方法，在该方法中，我们通过将基因表达水平转化为蛋白质-蛋白质相互作用来创建网络，然后研究了这种相互作用网络如何随时间而变化。”
通过这个网络，研究小组确定了肌肉细胞的“网络熵”，作为估计系统内分子顺序随时间流逝的一种手段。他们发现年轻人和老年人群之间的顺序差异最大(此时达到最大熵)，而年龄最大和年龄最大的小鼠之间差异很小。此外，当他们查看不同年龄组的人类肌肉基因数据时，他们发现熵达到了生命的第四个十年的最低水平，此后熵逐渐升高。这对团队很重要，因为生命的第四个十年是肌肉减少症经常开始发展的时间点。