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世界要聞：不運(yùn)動(dòng)也能增??？打一針冬眠黑熊的血清就行

來(lái)源：量子位 2022-07-23 17:50:25

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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(huì)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(guò)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(shuō)起。

它可以在不吃不喝的情況下保持靜止長(zhǎng)達(dá)七個(gè)月，而且還不會(huì)對(duì)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(chǔ)備后這樣做，然后什么都不做就熬過(guò)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(lèi)，就很脆弱了，只要幾周不運(yùn)動(dòng)，肌肉質(zhì)量就開(kāi)始下降。

于是，研究者們?cè)噲D從熊的冬眠能力入手，探究提高人類(lèi)肌肉質(zhì)量的方法。

研究?jī)?nèi)容

骨骼肌很容易因不動(dòng)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(lèi)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(méi)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(guò)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(hào)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(méi)有改變。

可以初步得出結(jié)論，盡管用HBS處理會(huì)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(duì)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(méi)有改變，表明培養(yǎng)的肌管中的自噬通量沒(méi)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(guò)泛素-蛋白酶體依賴性系統(tǒng)的蛋白質(zhì)降解在人類(lèi)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(guò)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(méi)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(zhǎng)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(lèi)骨骼細(xì)胞的能力。

One More Thing

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

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

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

宇航員在太空中長(zhǎng)期生存可能會(huì)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)。

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