九州大学农学部Ryuichi Tatsumi教授领导的研究人员发现了一种分子,可以保护和增强肌肉修复中涉及的重要信号。研究结果于2026年7月24日发表在《科学报告》(Scientific Reports)上。
身体如何激活肌肉修复
该研究重点关注肝细胞生长因子(HGF),这是一种有助于启动骨骼肌修复的蛋白质。在正常条件下,HGF在肌纤维周围的结构网络中保持非活性状态。
当肌肉组织受损或受到机械刺激时,HGF被释放。随后,它附着在卫星细胞上的c-met受体上,卫星细胞是负责维持和修复骨骼肌的干细胞。这一信号使细胞脱离非活性状态,使其增殖、成熟,并帮助重建受损的肌纤维。
衰老会破坏这一修复系统。该团队的先前研究发现,HGF会发生一种称为硝化的化学修饰。在此过程中,一个硝基被添加到蛋白质的两个位置:Y198和Y250。这些位点位于HGF与c-met连接的同一区域。
硝化发生后,HGF无法再有效地附着在受体上。研究人员将受损的蛋白质比作一把生锈的钥匙,不再适配其锁孔。这种功能丧失可能是老年人肌肉萎缩和再生能力降低的根本原因之一。
“随着年龄增长,HGF并不一定会缺失,”Tatsumi解释道。“相反,它在生成后可能会发生化学改变。这让我们思考,一种具有强抗氧化能力的化合物是否可以通过防止硝化或补偿其造成的功能丧失来保护HGF。”
测试含硫抗氧化剂
科学家研究了两种具有强抗氧化特性的化合物:谷胱甘肽三硫化物(GSSSG)和硫辛酸三硫化物(LASSS)。两者都是三硫化物,这是一类包含三个依次连接的硫原子的分子。
这些化合物因其独特的硫化学性质和参与氧化还原反应的能力,在药物研究中引起了越来越多的关注。
早期实验表明,GSSSG和LASSS都减少了HGF上Y198和Y250位点的硝化。然而,这两种化合物都未能完全恢复蛋白质与其受体结合的能力。
随后,研究人员提高了HGF与三硫化物的摩尔比,从1:4000提高到1:8000。
LASSS产生更强的HGF信号
更高的浓度产生了意想不到的结果。当HGF与LASSS混合时,其与c-met结合的能力上升到未处理HGF的两倍以上。该蛋白质对硝化引起的功能丧失也表现出更强的抵抗力,特别是在Y198位点。
这种改善仅在LASSS中观察到。GSSSG并未产生相同的效果。
“这超出了我们的预期,”Tatsumi评论道。“我们知道三硫化物具有多种生物功能,但我们从未料到简单地将HGF与LASSS混合会产生如此显著的效果。”
“这告诉我们,LASSS的作用不仅仅是中和活性分子。它可能与HGF直接相互作用并诱导微妙的构象变化,创造出一种增强的‘超级HGF’形式,能更强烈地结合c-met并抵抗硝化。”
研究结果表明,LASSS可能以一种有益的方式直接改变HGF的结构。该化合物不仅作为抗氧化剂起作用,还可能创造出一种更具活性的蛋白质形式,在抵抗化学损伤的同时更牢固地与其受体连接。
小鼠模型中的有希望结果
为了确定保护效应是否也会发生在活体组织中,研究团队在因尾部悬吊导致肌肉萎缩的小鼠身上测试了LASSS。
在手术前接受LASSS治疗的小鼠,其硝化水平明显低于未治疗的小鼠。同样,GSSSG没有提供可测量的保护作用。这些结果表明,LASSS的有益效果不仅限于涉及分离蛋白质的实验室实验。
然而,还需要涉及衰老动物的额外研究,以确定LASSS在体内是否安全有效。
一种可能的肌肉保存策略
这一发现可能支持开发新方法,以在衰老、长期卧床以及其他涉及长时间不活动的状况下维持肌肉修复。
研究人员认为,LASSS对HGF的影响可能适用于多种物种,包括人类以及猫狗等伴侣动物。未来,该方法可能有助于人们在变老时保持体力、独立性、生活质量和更长的健康寿命。