Ни разу со времен путешествий Хуана Понсе де Леона фонтан молодости не казался таким близким!

Название: Опосредованная вирусами экспрессия инсулиноподобного фактора роста I блокирует связанную со старением потерю функции скелетных мышц

Исследователи:

Элизабет Р. Бартон-Дэвис *, Дарья И. Шотурма *, Антонио Мусаро, Надя Розенталь и Х. Ли Суини *,

* Отделение физиологии Медицинской школы Пенсильванского университета, Филадельфия, Пенсильвания, и Центр сердечно-сосудистых исследований, Массачусетская больница общего профиля, Чарлстаун, Массачусетс

Источник:

Proc Natl Acad Sci USA, 22 декабря 1998 г .; 95 (26): 15603-7

Резюме:

Хотя механизмы, лежащие в основе потери мышечной массы, связанной с возрастом, до конца не изучены, исследователи попытались уменьшить потерю, увеличив регенеративную способность мышц. Это включало инъекцию рекомбинантного аденоассоциированного вируса, управляющего сверхэкспрессией инсулиноподобного фактора роста I ( IGF-1 ) в дифференцированных мышечных волокнах.

Они продемонстрировали, что экспрессия IGF-1 способствует увеличению мышечной массы в среднем на 15% и увеличению силы на 14% у молодых взрослых мышей (рисунок 1) и, что замечательно, предотвращает связанные со старением изменения мышц у старых взрослых мышей, что приводит к увеличение силы на 27% по сравнению с неинъектированными старыми мышцами (рис. 2). Распределение мышечной массы и типов волокон поддерживалось на уровне, аналогичном таковому у молодых людей. Эти результаты предполагают, что перенос гена IGF-I в мышцы может лечь в основу генной терапии человека для предотвращения потери мышечной функции, связанной со старением, и может быть полезным при заболеваниях, при которых скорость повреждения скелетных мышц увеличивается.

Обсуждение:

Я не знаю, с чего начать. Это исследование может полностью изменить то, как мы стареем.

В этом эксперименте рекомбинантный аденоассоциированный вирус, управляющий сверхэкспрессией инсулиноподобного фактора роста I (IGF-I) в зрелых мышечных волокнах, вводили в мышцы мышей. ДНК, которая изначально была в вирусе, была удалена вместе с маркерами, стимулирующими иммунный ответ. Затем в вирус вводили ДНК, кодирующую  IGF-1 вместе с промоторным геном для обеспечения высоких скоростей транскрипции. Результаты, как вы можете видеть на рисунках 1 и 2, были впечатляющими.

IGF-1 играет решающую роль в регенерации мышц. IGF-1 стимулирует как пролиферацию, так и дифференцировку стволовых клеток аутокринно-паракринным образом, хотя вызывает дифференцировку в гораздо большей степени. IGF-1 при местном введении увеличивает активность сателлитных клеток, мышечную ДНК, содержание мышечного белка, массу мышц и площадь поперечного сечения мышц. Важность IGF-1 заключается в том, что все его очевидные функции вызывают рост мышц с перегрузкой или без нее, хотя он действительно проявляет себя как стимулятор роста в сочетании с физической нагрузкой на мышцы.

IGF-1 также действует как эндокринный фактор роста, оказывающий анаболический эффект на отдаленные ткани, когда он попадает в кровоток печенью. IGF-1 обладает инсулиноподобным свойством ингибирования деградации, но, кроме того, может стимулировать синтез белка. Инсулиноподобные эффекты, вероятно, обусловлены сходством сигнальных путей между инсулином и IGF-1 после связывания лиганда на рецепторах.

Способность IGF-I стимулировать синтез белка напоминает действие GH, которое было показано в отдельных исследованиях на добровольцах по стимулированию синтеза белка, не влияя на деградацию белка. Хотя часто считается, что эффекты GH опосредованы IGF-1, это не может быть полностью так. Во-первых, эффекты двух гормонов различны в том, что GH не влияет на деградацию белка. Во-вторых, эффект GH наблюдается при небольшом изменении системных концентраций IGF-1 или без него. Возрастную потерю мышечной массы удалось предотвратить с помощью инъекций GH, однако считается, что это достигается с помощью IGF-1.

Результаты этого исследования аналогичны другим исследованиям, в которых IGF-1 вводили непосредственно в мышечную ткань, что приводило к увеличению размера и силы экспериментальных животных. Использование вируса в качестве генетического носителя имеет преимущество перед простой инъекцией фактора роста. Эффект от одного вирусного лечения длится значительно дольше (месяцы, если не годы), потому что сама мышечная клетка постоянно сверхпродуцирует собственный IGF-1 из введенной ДНК.

Интересен тот факт, что IGF-1, продуцируемый мышцами этих мышей, не достигал кровотока. Системные инъекции IGF-1 не смогли вызвать такого рода анаболический эффект у людей. Кроме того, IGF-1, продуцируемый печенью, генетически отличается от IGF-1, продуцируемого мышечной тканью. Возможно, предоставление мышцам дополнительной ДНК для выработки собственного IGF-1 является ключом к достижению анаболических и омолаживающих эффектов, особенно в скелетных мышцах.

В этом исследовании было выявлено преимущественное сохранение мышечных волокон типа IIb у стареющих мышей. Это волокна, наиболее чувствительные к гипертрофии мышц в результате тренировок, и они также являются первыми волокнами, исчезающими с возрастом. У мышей, получавших сконструированный вирус, также наблюдалось сохранение двигательного нейрона, что приводило к увеличению функциональной способности. Предполагается, что возрастная потеря мышечной массы является вторичной по отношению к потере нейрональной активации волокон типа II. Предотвращая дегенерацию двигательных единиц II типа, функциональная способность может сохраняться до старости. Этот метод также может быть полезен для профилактики остеопороза. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, влияет ли IGF-1 только на мышечные волокна или также на нервные ткани.

Наконец, было приятно наблюдать рост мышц у молодых людей.мыши, получившие инъекцию (увеличение мышечной массы на 15%). Это означает, что инъекция обеспечивала уровни IGF-1, намного превышающие те, к которым обычно имеют доступ мышцы, а не просто сохранение нормальных уровней. Помните, что это не сочеталось с упражнениями. Рост введенных мышц происходил даже без сильного механического воздействия. Мышам просто разрешили бегать, как обычно. Из-за этих впечатляющих результатов авторы выразили озабоченность по поводу использования этой техники для улучшения характеристик или косметического внешнего вида. Research Update - это не моя личная мыльница, поэтому я не стану останавливаться на гендерно-ориентированном лицемерии косметических улучшений в нашем обществе.