美国科学家近日研究发现，当用某种遗传手段改造小鼠使其消耗能量的效率降低后，它们的寿命会增加，并能抵抗一些老化伴随病，如癌症、动脉硬化、肥胖等。研究人员表示，将来也许能够基于此开发出相关药物，从而能够在人类身上抵御这些老化伴随病。相关论文12月5日发表于《细胞－代谢》（Cell Metabolism）上。
细胞的线粒体中会产生三磷酸腺苷（ATP）分子，它能够为身体提供能量。20世纪30年代曾经流行过一种减肥药——2,4-二硝基苯酚（DNP），它会阻断这一过程，导致线粒体产生热量而非ATP，并促使细胞代谢碳水化合物和脂肪。后来多人由于过热死亡，DNP在1938年被废止使用。近来有研究发现，线粒体中与DNP工作原理相似的解偶联蛋白（uncoupling proteins）也有助于减肥。
而在最新的研究中，美国华盛顿大学医学院的内分泌学家Clay Semenkovich和研究小组发现，解偶联蛋白1（UCP1）的作用可能不限于减肥，它还能帮助抵御一些老化伴随病。研究人员利用遗传手段让小鼠的骨骼肌表达少量的UCP1，结果发现，这些小鼠的代谢速率更高，但表现得更为健康。它们的身体中心温度只比正常小鼠高出0.5摄氏度，平均寿命为30个月，而正常小鼠的平均寿命为27个月。在淋巴癌的死亡率方面，正常小鼠53只中有12只死亡，而实验小鼠51只中只有4只死亡。实验小鼠还避免了动脉硬化的形成。另外，已经肥胖的实验小鼠骨骼肌表达了UCP1后，体重和血压都会下降。
研究小组推测，UCP1的益处可能归功于新陈代谢的增加，引发的分子路径导致了与老化伴随病相联系的慢性炎症的减少。华盛顿大学医学中心的生理学家Kevin Conley认为还有其它方面的原因，他认为低效率的肌肉会刺激产生更多线粒体，有可能因此导致“细胞的重建，从而逆转了由老化和老化伴随病带来的细胞损害”。
Semenkovich表示，此次研究结果有可能应用于人类身上。他说：“如果我们能够找到在人类骨骼肌中进行这种标靶治疗的方法，那么它将有利于治疗老化伴随病。”荷兰马斯特里赫特大学（Maastricht University）的生物学家Patrick Schrauwen对此表示赞同，不过他补充说，目前对于人类身体中的解偶联蛋白了解得很少，所以在尝试利用它们抵御疾病前，还需要进行更多的研究。（科学网 梅进/编译）
原始出处:
Cell Metabolism, Vol 6, 497-505, 05 December 2007
Short Article
Respiratory Uncoupling in Skeletal Muscle Delays Death and Diminishes Age-Related Disease
Allison C. Gates,1,3 Carlos Bernal-Mizrachi,1,3 Sharon L. Chinault,1,3 Chu Feng,1 Jochen G. Schneider,1 Trey Coleman,1 James P. Malone,1 R. Reid Townsend,1 Manu V. Chakravarthy,1 and Clay F. Semenkovich1,2,
1 Division of Endocrinology, Metabolism and Lipid Research, Department of Medicine, Washington University School of Medicine, St. Louis, MO 63110, USA
2 Department of Cell Biology and Physiology, Washington University School of Medicine, St. Louis, MO 63110, USA
Corresponding author
Clay F. Semenkovich
csemenko@wustl.edu
Age-related disease, not aging per se, causes most morbidity in older humans. Here we report that skeletal muscle respiratory uncoupling due to UCP1 expression diminishes age-related disease in three mouse models. In a longevity study, median survival was increased in UCP mice (animals with skeletal muscle-specific UCP1 expression), and lymphoma was detected less frequently in UCP female mice. In apoE null mice, a vascular disease model, diet-induced atherosclerosis was decreased in UCP animals. In agouti yellow mice, a genetic obesity model, diabetes and hypertension were reversed by induction of UCP1 in skeletal muscle. Uncoupled mice had decreased adiposity, increased temperature and metabolic rate, elevated muscle SIRT and AMP kinase, and serum characterized by increased adiponectin and decreased IGF-1 and fibrinogen. Accelerating metabolism in skeletal muscle does not appear to impact aging but may delay age-related disease.
