如何与必然的老化衰退拔河,尽量留住肌肉以保肉体的青春?2020年最後一天,由阳明大学罗正泛教授团队发表在《PLOS ONE》的研究告诉我们,小孢子灵芝免疫调节蛋白质GMI有可能是年华不老的希望。
文/吴亭瑶
原来,从眼周老化到体能衰退,都与肌肉质量减少有关。如何与必然的老化衰退拔河,尽量留住肌肉以保肉体的青春?2020年最後一天,由阳明大学罗正泛教授团队发表在《PLOS ONE》的研究告诉我们,灵芝蛋白GMI生肌造肉的潜能,有可能是年华不老的希望。
我们总是下许多功夫在保养皮肤,却常忘了皮肤底下的肌肉是否健康饱满,才是水嫩Q弹、紧实透亮的基础;我们经常花心思在保护骨骼,却常忘了附着在骨骼上的肌肉是否健康饱满,也是行动灵活、体力充沛的必备条件。
维持良好的肌肉质量很重要。但现实的情况是,肌肉不仅会随岁月流失,其他像是包括割伤、拉伤在内的肌肉创伤,含盖癌症、糖尿病在内的恶病质(cachexia),或是久病卧床或相关疾病造成的肌肉萎缩等等,也都会影响肌肉质量。
当然,肌肉是有办法再生的。只是这个再生功能,并非来自已经存在的肌肉细胞,而是必须仰赖守护在肌肉细胞周围的「卫星细胞」。
具有干细胞特性的卫星细胞可以分化成「肌肉母细胞」,再分化成「肌小管」,并在发展出肌原纤维之後,进一步分化成熟为具有伸缩功能的「肌肉细胞」。问题是,卫星细胞多半处於静止状态,只有在非必要时──比如身体例行性的汰旧换新,或是受到创伤、运动等外来刺激──才会被启动,而且也同样难逃「年纪愈大数量愈少、功能愈弱」的宿命。
很显然,肌肉再生并不如想像中活跃,而且还会愈来愈难活跃。因此,不管是想要冻龄、逆龄,或纯粹只想维持健康、延缓老化,如果不想办法「留住肌肉」,很有可能徒劳无功。
图1 肌肉生成:从「肌肉母细胞」分化成熟为「肌肉细胞」的过程
〔图片来源/维基百科myogenesis(肌肉生成)条目〕
小孢子灵芝免疫调节蛋白质GMI(Ganoderma microsporum immunomodulatory protein)或许能用「擦的」为肌肉注入青春的能量。
根据阳明大学口腔生物研究所罗正泛教授团队日前发表在《PLOS ONE》的研究发现,把小鼠肌肉母细胞与低剂量的GMI(0.05、0.1、0.5或1 μg/mL)放在一起培养,细胞数量会在24小时後显着增加。
当培养的时间来到第六天时,不仅可以看到大量肌肉母细胞分化成肌小管,逐渐具备成熟肌肉细胞的雏型,同时细胞里的MyHC(肌凝重链蛋白)也有高浓度的表现──它们可是在接下来细胞形成肌原纤维的必要元素。
此外,细胞里的「Tid1蛋白」和「乙醯化的STAT3蛋白」表现量也会因GMI的调节而显着上升。Tid1蛋白不仅具有抑癌作用,更是维持粒线体结构完整性的关键角色;而能与Tid1蛋白交互作用的乙醯化STAT3蛋白,则有助於粒线体的产能持续维持在高水平。
粒线体犹如细胞的发电厂,也是掌握着细胞如何存活与发展的生杀大权,因此这两种蛋白分子的高度表现,无疑为肌肉细胞的新生提供了充沛的能量。
图2 GMI可促进肌肉母细胞分化成肌小管
〔说明〕经GMI处理六天的小鼠肌肉母细胞,在经过一连串细胞增生、融合、拉长的分化过程,已逐渐分化成具有肌肉细胞雏型的肌小管。其中又以0.5和1 μg/mL 剂量GMI的促进细胞分化效果最好。
图3 GMI促进小鼠肌肉母细胞分化的机制
与活化Tid1和Ac-STAT3蛋白有关
罗正泛教授团队的研究成果说明GMI具有促进肌肉再生的潜力,为一向是以「内服」方式作为抗肿瘤、抗发炎之用的GMI,拓展出「外敷」也有效的新局面。
GMI从调控粒线体里的蛋白来促进肌肉细胞的新生,对於伴随老化而来的肌肉减少和肌少症(sarcopenia)格外有意义。因为年纪愈大,粒线体的功能就愈容易失常,缺少提供细胞能量的粒线体,自然影响肌肉再生的能力。而从上述研究可知,GMI可让衰退的粒线体重新充满电力。
此外,伴随各种慢性病出现的慢性发炎,不论对现有的肌肉细胞或备用的卫星细胞都有死亡威胁。从这个角度看,GMI也能透过「抗发炎」的调节机制保护现有肌肉,并且留住更多肌肉再生的本钱。
虽说运动可以促进肌肉再生,但人总有懒的时候,也总有一些肌肉不容易被运动到(如脸部);虽说许多生长因子类的成分(如:类胰岛素生长因子IGF-1、成纤维细胞生长因子bFBF、血小板衍生生长因子PDGF)也被证实具有促进肌肉再生的作用,但它们都可应进一步活化乙型转化生长因子TGF-β1,进而使肌肉再生作用受到抑制或产生其他不利健康的可能性。
相较之下,GMI对於肌肉再生的促进作用,似乎拥有相对省力又安全的特质,而且还可同步抗癌、抗氧化、抗发炎。
想留住青春?先从生肌造肉开始。
附注:肌肉相关专有名词中英对照
◆ 肌肉细胞 = myocyte / muscle cell
◆ 卫星细胞/ 肌肉卫星细胞= satellite cell / myosatellite cell
◆ 肌肉母细胞 / 成肌细胞 = myoblast
◆ 肌小管 = myotube
◆ 肌原纤维= myofibril(指肌肉细胞里的丝状蛋白)
◆ 肌肉纤维 =myofiber(肌肉细胞的另一种说法)
◆ 肌肉生成 = myogenesis
〔资料来源〕Wan-Huai Teo, et al. Ganoderma microsporum immunomodulatory protein, GMI, promotes C2C12 myoblast differentiation in vitro via upregulation of Tid1 and STAT3 acetylation. PLoS One. 2020 Dec 31;15(12):e0244791. doi: 10.1371/journal.pone.0244791. eCollection 2020.