代谢研究大牛Cell发现“大力士”蛋白

　　Dana-Farber癌症研究所的著名代谢研究科学家Bruce Spiegelman在最新的一项研究中，发现了一种来自肌肉的之前未知的蛋白，这种蛋白能刺激肌肉生长，并提高运动力。研究人员认为，通过人为地提高这种蛋白的表达水平，未来有一天将能帮助患有癌症的患者，由于住院长时间不运动引起的肌肉损伤，或者油衰老导致的体力下降。

　　Spiegelman教授是代谢研究领域的一位权威科学家，据称，他的名号对做代谢的来说都是如雷贯耳，一直引领代谢研究领域的潮流。代谢里很多重要基因都和他有密切的关系，PPARr, PGC1 family, PRDM16等等，并且从他实验室走出来的学生也都在代谢领域发挥着重要的作用。

　　在最新这项研究中，研究人员给小鼠喂食了额外的这种蛋白，结果发现这些小鼠的肌肉和力量都有了提升，并且患有癌症的啮齿动物受到癌症恶病质 (cancer cachexia,CC，是恶性肿瘤患者常见死亡原因之一)的影响也小一些，这一相关成果公布在12月7日出版的Cell杂志上。

　　文章的第一作者Jorge Ruas认为，“从目前看，这还只是基础研究阶段。但是，如果能找到一种方法，增加这种蛋白的表达水平，那么将会成为一种令人兴奋的新技术。比如说，也许可以减少重症监护病房中，由于长期卧床导致的肌肉萎缩”，其它方面，也可以应用到一些类似肌营养不良，和衰老导致的肌肉逐渐丧失的疾病。

　　在这篇文章中，Spiegelman教授研究组在骨骼肌中发现了一种称为PGC-1 alpha-4(PGC-1α-4)的蛋白，这种蛋白在小鼠和人类体内均存在。一些抗阻运动，比如举重，会引起这种蛋白的表达水平增多，从而引发生化变化，导致肌肉增长，更有力，因此这种蛋白可以称为“大力士”蛋白。

　　PGC-1α-4是PGC-1α的一种亚型，或者称为轻微变体，而后者正是机体代谢的一种重要调控因子，可以通过一些运动开启，比如跑步，但这种运动增加的是肌肉的耐力，而不是大小。“这项研究惊讶的发现，调控运动的两个主要方面的这两种蛋白是由一种单基因表达，”Spiegelman教授说。

　　研究人员发现这种新蛋白能调控两种之前已经发现的，参与肌肉生长的的分子途径。如果加强锻炼，PGC-1α-4表达量增加，会引起另外一种称为IGF1(insulin-like growth factor 1)的蛋白活性也增加，从而促进肌肉生长。

　　同时PGC-1α-4还会抑制另一种蛋白：肌肉生长抑制素(myostatin)，这种作用因子通常会限制肌肉的生长。因此从功能上来看，PGC-1α-4就是一种加速器，能消除刹车的制动，令肌肉获得质量和强度上的提升。

　　“所有的肌肉都会对发育生长产生正面和负面的影响，”Spiegelman教授解释，“这个蛋白(PGC-1α-4)抑制肌肉生长抑制素的作用，并且促进了IGF1的增多”。

　　几个实验证明了利用这种新蛋白，产生的肌肉增强的作用。研究人员利用病毒将PGC-1α-4插入到了小鼠的腿部肌肉中，结果发现在几天之内，这些动物的肌肉纤维，与对照小鼠相比，增大了60%。之后研究人员又设计了比正常小鼠(未进行锻炼)具有更多PGC-1α-4的转基因小鼠，发现这些小鼠更加强壮，也更耐疲劳，而且比对照组更精瘦。

　　这些小鼠还表现出了针对癌症相关的肌肉萎缩的“极大的抗阻性”，研究报告称，如果加入了额外的这种蛋白，癌症小鼠就只会失去10%腿部肌肉，而对照组则会失去29%，这些小鼠也比正常小鼠更强健，更有活力。