研究人员已促使小鼠从一种通常罕见的肌肉纤维类型中生长出完整的肌肉,从而使这些啮齿动物比未经改变的同类更能跑更远、跑更长时间。这类动物可能有助于确定这种知之甚少的纤维类型的作用,并找到能够对抗人类肌肉萎缩疾病(如肌肉营养不良症)的药物。
肌肉纤维通常分为两种类型——“慢肌纤维”和“快肌纤维”。慢肌纤维颜色较红(想想牛肉或深色鸡肉),比快肌纤维(想想猪肉或白色肉)更具耐力,快肌纤维收缩更快,但能量利用效率较低。
新创造的小鼠的肌肉由一种中间类型的纤维组成,这种纤维通常只在肌肉中少量存在。研究人员将一种称为PGC-1B的小鼠基因的过度活跃形式插入到正在发育的胚胎中,发现这种不常见的纤维(称为IIX)在由此产生的小鼠中变得丰富,但以快肌纤维为代价。
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这些富含IIX的动物的肌肉明显更红、慢肌纤维更多,因此,正如该小组在本月出版的《细胞代谢》杂志上报告的那样,它们是非常棒的小运动员。它们平均能够跑33分钟才力竭,而它们的同类只能跑26分钟。哈佛医学院心脏病专家Zoltan Arany是该研究的主要作者,他说:“它们比它们的野生型同类表现好得多,这非常令人印象深刻。”
研究人员认为,PGC-1B产生一种蛋白质,这种蛋白质有助于激活其他蛋白质,而其他蛋白质反过来又会刺激制造IIX纤维的基因。同一研究小组的成员在2002年的一项研究中发现,一个相关的基因PGC-1A可以将快肌纤维(称为IIB)转化为慢肌纤维类型(I和IIA)。
Arany表示,这些发现可能有助于阐明这种类型肌肉的作用,到目前为止,这种肌肉的作用一直难以确定,因为动物通常只有相对较少的IIX纤维。“这些小鼠将是研究IIX纤维究竟是什么的绝佳工具,”他说。早期的研究表明,例如,当肌肉从快肌纤维IIB转变为慢肌纤维IIA时,会有一段时间作为IIX纤维存在。
Arany表示,操纵人体肌肉中存在的纤维类型也可能有助于治疗肌肉萎缩疾病,如肌肉营养不良症,因为实验表明,慢肌纤维可能更耐萎缩。