NextGen精准健康计划的执行主任W. David Arnold及其合作者发现,随着人们年龄的增长,神经和肌肉之间的通讯变得不再那么可靠。这种通讯障碍似乎导致了肌少症(sarcopenia),这是一种与年龄相关的肌肉力量和功能下降,影响着近一半的80岁以上成年人。
研究人员还鉴定出一种蛋白质,可能为改善衰老肌肉对神经信号的反应提供一种方法,从而提高了至少部分这种下降最终可以得到治疗的可能性。
“虽然人类的寿命在近几十年里有所增加,但我们在密苏里大学(Mizzou)的最终目标是确保一个人的健康寿命尽可能长时间地保持在尽可能高的水平,”医学院教授Arnold说。
为什么肌肉会随着年龄的增长而失去力量
科学家们花了数十年时间试图理解为什么人的体力会随着年龄的增长而下降。许多研究集中在肌肉内部本身的变化,特别是肌肉质量的逐渐丧失。其他研究则检查了发送激活肌肉所需信号的神经元的消失。
Arnold怀疑在这些神经和肌肉之间的连接处可能正在发生另一个问题。
十多年来,他一直在研究神经肌肉接头,这是神经向肌肉发送信号并指示其收缩的特定部位。在正常情况下,该系统以显著的可靠性工作,允许来自神经的电信号反复激活肌肉纤维。
新的研究表明,这种可靠性会随着年龄的增长而下降。Arnold及其同事将这一问题与一种名为NaV1.4的蛋白质水平降低联系起来,该蛋白质帮助肌肉纤维对来自神经的信号作出反应。
“该领域长期以来的假设是,神经肌肉接头在衰老过程中保持可靠,有些人甚至建议它可能会随着年龄的增长而变得更好,”Arnold说。“这项新研究的意义在于,我们在人类和动物模型中都表明,神经肌肉接头会随着年龄的增长而衰退。”
一个潜在可逆的失效点
找到这一通讯问题的根源也揭示了一种恢复部分丧失的肌肉功能的可能策略。
“我们在神经和肌肉之间通讯的最后一步确定了一个重要的失效点,”Arnold说。“而也许更令人兴奋的是,我们证明了这种失效是潜在可逆的。我们与丹麦生物技术公司NMD Pharma合作,应用了他们开发的一种针对名为ClC-1的蛋白质的方法。通过部分抑制ClC-1,我们能够使衰老肌肉对神经信号更敏感,并在动物模型中提高肌肉力量。这为我们最终在老年人中测试这种方法提供了一条潜在的途径。”
该方法的目的不是替换丢失的肌肉或神经元,而是使现有的肌肉纤维对它们接收到的信息更敏感。在动物模型中,部分阻断ClC-1改善了衰老肌肉对神经信号的反应能力,并增加了肌肉力量。
将发现转化为治疗方法
目前已有临床证据表明,靶向ClC-1可以改善神经肌肉疾病患者肌肉力量和功能的某些指标,尽管这些研究涉及的是肌少症以外的疾病。
Arnold作为研究者参与了ignaseclant的多中心临床试验,这是一种来自NMD Pharma的部分抑制ClC-1的实验性药物。该试验涉及Charcot-Marie-Tooth病患者,这是最常见的遗传性神经肌肉疾病。
研究人员报告称,在肌肉力量和身体功能的几项指标上均有改善。Arnold在2026年肌肉萎缩症协会临床与科学会议上展示了主要研究结果。
他对ignaseclant最终能作为治疗患有肌少症的老年人的方法进行研究持乐观态度。
“我意识到,为了让一种治疗肌少症的药物得到广泛应用,第一步是更好地了解到底是什么导致了肌少症,”Arnold说。“这种好奇心激发了我成为研究人员的兴趣。”
一项旨在了解衰老肌肉的国际合作
这项研究汇集了来自几个国家的科学家和临床医生。Arnold领导着一个国际团队,合作者来自丹麦、苏格兰、沙特阿拉伯和印度。
在密苏里大学,他还为Roy Blunt NextGen精准健康大楼招募了专家。其中包括神经肌肉接头领域的国际知名专家、也是这项新研究的合著者Hiroshi Nishimune。
“当他从东京来到密苏里大学加入我们的实验室时,他专业的成像技术专长帮助我们开始回答以前似乎无法企及的问题,”Arnold说。“在神经肌肉接头方面,他确实是世界上顶尖的专家之一,这无疑为我们在密苏里大学在这一领域开创创新工作赋予了优势。”
这项名为“肌少症中的神经肌肉接头失效与NaV1.4丢失有关并可通过抑制ClC-1逆转”的研究发表在《临床研究杂志》(The Journal of Clinical Investigation)上。