肌肉功能早衰恐短命!钙离子失恒影响代谢、体温调节

国卫院小鼠进行研究,发现导入早衰蛋白的小鼠较短命,原因在于早衰蛋白引起的交互作用,导致钙离子失去恒定,进而影响肌肉细胞体温调节与代谢上等功能。(林周义摄)

早衰症是一种罕见的先天遗传性疾病主因核纤层蛋白A(lamin A)突变,产生早衰蛋白(progerin)所致,一旦罹患此病,身体老化速度约为正常人的8倍,主要症状有肌肉减少、心血管疾病等等。国卫院以小鼠进行研究,发现导入早衰蛋白的小鼠较短命,原因在于早衰蛋白引起的交互作用,导致钙离子失去恒定,进而影响肌肉细胞在体温调节与代谢上等功能。

肌肉除了具有支撑身体的功能以外,也是人体最大的产热、新陈代谢及内分泌器官。不仅如此,肌肉功能的衰老程度也与身体的老化息息相关。国卫院生技药物研究所副研究员纪雅惠的研究团队透过基因工程方式,将造成早衰症的突变基因─早衰蛋白(progerin)导入小鼠肌肉细胞,借此研究肌肉功能与寿命关联性

研究发现,早衰蛋白会与肌肉细胞内质网的肌脂蛋白(sarcolipin)产生过度的交互作用,造成肌肉细胞内的钙离子失去恒定,影响肌肉细胞在体温调节与代谢上等功能,缩短小鼠寿命,显示肌肉功能的衰老程度与寿命的长度有明显相关。此研究成果于今(109)年2月发表于国际细胞老化研究顶尖期刊《Aging Cell》。

与此同时,团队发现,在肌肉细胞专一表达早衰蛋白足以降低肌肉量,进而改变体温恒定以及能量的代谢,缩短小鼠寿命。团队也发现,与肌肉产热相关的肌脂蛋白(sarcolipin)在早衰小鼠的肌肉中会大量表现,如果移除肌脂蛋白,将会加速早衰小鼠的死亡,这些研究证据显示出肌肉的产热功能与寿命相关。

透过分子层级实验进一步发现,早衰蛋白会与肌脂蛋白、钙结合蛋白(calnexin)产生增强的交互作用,将原本位于细胞内质网的蛋白质号召到细胞核膜上。肌脂蛋白的功能在于抑制SERCA2钙离子通道,并将所消耗的ATP转成热能;钙结合蛋白的功能则是调节内质网的钙离子浓度,以及帮助新生的蛋白质折叠。

由于早衰蛋白与肌脂蛋白、钙结合蛋白过度的交互作用,钙离子将失去平衡,导致产热与代谢的失能,改变体温恒定以及能量的代谢,进而导致寿命缩短。

纪雅惠表示,一般人在50岁以前肌肉都可以维持,但在50岁以后,男性每年会以1%的比例下降,女性则会以0.5%的比例下降,建议50岁以前多运动增肌,50以后要注意保暖,大约保暖到不会发抖即可,不需到会冒汗的程度,借此达到一定的保护效果