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當(dāng)前視點(diǎn)！不運(yùn)動也能增肌？打一針冬眠黑熊的血清就行

2022-07-23 17:43:32 來源：量子位

這冬眠黑熊血清是什么“靈丹妙藥”，功效竟然如此強(qiáng)大，不會被忽悠了吧！不不不，這都是有科學(xué)依據(jù)的。日本廣島大學(xué)發(fā)布了一篇研究，注射冬眠黑熊的血清，就可以提高自身的肌肉質(zhì)量。

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不過還是很好奇，為啥非得注射黑熊的血清，還必須得是冬眠的黑熊？

黑熊可以休眠很久

這還得從黑熊那令人難以置信的休眠能力說起。

它可以在不吃不喝的情況下保持靜止長達(dá)七個月，而且還不會對健康產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

在夏季和秋季大吃一頓以增加脂肪儲備后這樣做，然后什么都不做就熬過冬天，同時(shí)抵抗心臟病、糖尿病和癌癥等疾病。

但是作為人類，就很脆弱了，只要幾周不運(yùn)動，肌肉質(zhì)量就開始下降。

于是，研究者們試圖從熊的冬眠能力入手，探究提高人類肌肉質(zhì)量的方法。

研究內(nèi)容

骨骼肌很容易因不動而導(dǎo)致消瘦，因此這項(xiàng)新研究的重點(diǎn)是骨骼肌。

研究小組將培養(yǎng)的人類骨骼肌細(xì)胞注入活躍期或者冬眠時(shí)期黑熊血液中提取的血清，并進(jìn)行了一系列的觀察分析。

培養(yǎng)的人肌管中總蛋白含量的改變

骨骼肌細(xì)胞在與熊血清一起培養(yǎng)24小時(shí)后，并沒有觀察到任何明顯的形態(tài)變化（圖A）或分化的人肌管中細(xì)胞核數(shù)量的增加（圖B）。

但與活躍期熊血清（ABS）相比，在冬眠期熊血清（HBS）中培養(yǎng)時(shí)的總蛋白含量顯著增加（圖C）。

肌管中蛋白質(zhì)合成代謝、分解代謝的調(diào)節(jié)

通過上述的研究，我們得知HBS可以增加總蛋白質(zhì)含量。

檢查蛋白激酶B（Akt）的激活狀態(tài)和雷帕霉素復(fù)合物1(mTORC1) 途徑的機(jī)械靶點(diǎn)，這些被認(rèn)為是骨骼肌中蛋白質(zhì)合成的中樞調(diào)節(jié)劑。

第一幅圖中可以看到，在HBS中的骨骼肌細(xì)胞可以增強(qiáng)Akt/mTORC1信號傳導(dǎo)。

而第二幅圖卻顯示在HBS中的人骨骼肌細(xì)胞中的蛋白質(zhì)合成代謝沒有改變。

可以初步得出結(jié)論，盡管用HBS處理會誘導(dǎo)Akt/mTORC1通路的激活，但這并不直接誘導(dǎo)培養(yǎng)的人骨骼肌細(xì)胞中蛋白質(zhì)合成的激活。

總蛋白質(zhì)含量增加而蛋白質(zhì)合成系統(tǒng)不受影響，所以后續(xù)就要探究HBS對培養(yǎng)肌管中蛋白水解系統(tǒng)的影響。

骨骼肌中存在兩種主要的蛋白水解途徑：自噬-溶酶體系統(tǒng)，泛素-蛋白酶體系統(tǒng)。

下圖中可以看出，自噬體形成的標(biāo)志物微管相關(guān)蛋白1輕鏈3(LC3)-II沒有改變，表明培養(yǎng)的肌管中的自噬通量沒有變化。

相比之下，肌肉環(huán)指蛋白-1(MuRF1) 蛋白（一種骨骼肌特異性 E3 泛素連接酶）的表達(dá)在HBS中顯著降低。

因此可以得出，在HBS中通過泛素-蛋白酶體依賴性系統(tǒng)的蛋白質(zhì)降解在人類骨骼肌細(xì)胞中被抑制。

使用 HBS 處理增強(qiáng) Akt-FOXO 軸

Akt-FOXO軸可能代表骨骼肌細(xì)胞中泛素-蛋白酶體系統(tǒng)的潛在調(diào)節(jié)機(jī)制，特別是通過調(diào)節(jié)atrogin1和murf1基因的轉(zhuǎn)錄激活。

在培養(yǎng)的肌管中，與ABS相比，HBS 處理后FOXO3a的磷酸化和總表達(dá)顯著增加（下圖 B-D）。

值得一提，HBS處理后細(xì)胞溶質(zhì)FOXO3a增加，而核FOXO3a沒有變化（下圖E-G）。

冬眠期間熊血清中IGF-1濃度的變化

IGF-1是一種血清生長因子，是一種候選上游因子，可誘導(dǎo)骨骼肌中Akt-FOXO3a軸的激活。

已經(jīng)證實(shí)，與活躍期相比，黑熊冬眠期間IGF-1含量顯然更高（下圖A），并且，還觀察到冬眠熊血清中總蛋白含量顯著增加（下圖B）。

因此，冬眠熊血清相較于活躍期熊血清能夠更好地提高人類骨骼細(xì)胞的能力。

One More Thing

用冬眠動物治療疾病或者用于其他領(lǐng)域的研究已經(jīng)有很長一段時(shí)間了。

斑馬魚經(jīng)常作為科學(xué)研究的模型，因?yàn)樗鼈兊幕蚪M與人類非常相似。

此前，研究人員試圖研究冬眠斑馬魚，將其應(yīng)用到航天領(lǐng)域。

宇航員在太空中長期生存可能會面臨腸道微生物群變化、休眠病毒重新激活、白血病和線粒體功能障礙等風(fēng)險(xiǎn)。

斑馬魚的新研究表明，誘導(dǎo)冬眠可能有助于降低風(fēng)險(xiǎn)。

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