根据今天发表在eLife杂志上的一篇报道，科学家们已经绘制了一个全面的老鼠肌肉衰老路线图，可以用来寻找防止肌肉灵活性和功能下降的治疗方法。

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著的变化，并表明一种名为Klotho的分子，在年老(但不是很老)的老鼠身上，能够提高肌肉力量。

与年龄相关的骨骼肌质量和功能丧失——称为肌少症——与行动能力丧失和摔倒风险增加有关。然而，尽管科学家们知道肌少症是如何影响肌肉组织的外观和行为的，但肌少症的潜在分子机制仍然不清楚。目前对肌少症的治疗主要包括开处方进行体育活动或调整饮食，这些都显示出了一定的成功。

“虽然肌少症还没有被证实的治疗方法，但一些药物治疗进入临床试验。有趣的是，其中许多机制也涉及一种名为Klotho的蛋白质。”美国宾夕法尼亚州匹兹堡大学环境与职业健康系博士生、共同第一作者Zachary Clemens说。“有证据表明，Klotho水平随着年龄的增长而逐渐下降，所以我们想测试补充Klotho是否可以减缓肌少症的发展。”

该团队首先描述并比较了小鼠整个寿命期间骨骼肌结构、功能和基因活性的变化。他们将老鼠分成4个年龄组——青年、中年、老年和老年——观察肌肉重量、肌肉纤维类型、肌肉是否积累脂肪以及骨骼肌功能。虽然老年小鼠表现出轻度的肌少症，但肌少症的常见临床特征仅存在于年龄最大的老年小鼠中。

接下来，他们观察了肌肉基因活动的变化，发现了与从年轻老鼠到最年长老鼠衰老特征相关的基因的渐进式破坏。

匹兹堡大学生物工程系博士生、共同第一作者Sruthi Sivakumar解释说:“到目前为止，大多数骨骼肌研究都集中在与肌少症相关的特定通路的识别上，以确定与该疾病相关的分子机制。”“我们采用了一种综合的方法，我们通过将基因表达水平转化为蛋白质-蛋白质相互作用创建了一个网络，然后我们研究了这种相互作用网络是如何随着时间变化的。”

从这个网络中，研究小组确定了肌肉细胞的“网络熵”，作为一种手段来估计随着时间的推移系统中分子顺序的损失。他们发现在年轻组和老年组之间有最大的差异(在这一点上它达到最大熵)，而在年老组和年老组之间几乎没有差异。此外，当他们观察不同年龄组的人类肌肉基因数据时，他们发现熵值在生命的第四个十年达到最低水平，之后熵值上升。这是团队感兴趣的，因为生命的第四个十年是肌少症经常开始发展的时间点。

接下来，他们研究了给老鼠注射Klotho是否会对受伤后的肌肉愈合产生有益的影响。他们发现，在动物肌肉损伤后使用Klotho可以减少疤痕并增加与力量产生相关的结构。接受Klotho治疗的受伤老鼠也有更好的肌肉功能——比如肌肉抽搐和力量产生——而且它们的全身耐力提高了两倍。

最后，研究小组研究了给老鼠注射Klotho是否可以扭转与年龄相关的肌肉质量和功能下降。他们发现，服用Klotho能改善老年小鼠的一些状况:与未接受治疗的小鼠相比，在支撑全身重量时，力的产生能力提高17%，耐力提高60%。但这只在年老的老鼠身上看到，而在最年老的动物身上却没有。进一步的研究表明，Klotho影响了所有年龄组与衰老特征相关的基因，但年龄最大的老鼠表现出了失调的基因反应。

资深作者Fabrisia Ambrosio总结道:“我们的数据表明，在较早的时间点，用Klotho治疗可能更有效地减缓肌肉减少症的进展，而不是挽救晚期年龄相关疾病，到那时基因反应似乎更随机。”匹兹堡大学物理医学与康复学系副教授。“未来的研究将会很有趣，以确定在年轻时提高Klotho水平是否可以防止肌肉衰退，甚至是最老的年龄。”

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这项研究将作为eLife杂志“衰老、老年科学和长寿:特刊”的一部分发表。要查看特刊，请参见https://elifesciences.org/collections/6d673315/aging-geroscience-and-longevity-a-special-issue。