不运动也能增肌？打一针冬眠黑熊的血清就行

不过还是很好奇，为啥非得注射黑熊的血清，还必须得是冬眠的黑熊？

黑熊可以休眠很久

这还得从黑熊那令人难以置信的休眠能力说起。

它可以在不吃不喝的情况下保持静止长达七个月，而且还不会对健康产生严重影响。

在夏季和秋季大吃一顿以增加脂肪储备后这样做，然后什么都不做就熬过冬天，同时抵抗心脏病、糖尿病和癌症等疾病。

但是作为人类，就很脆弱了，只要几周不运动，肌肉质量就开始下降。

于是，研究者们试图从熊的冬眠能力入手，探究提高人类肌肉质量的方法。

研究内容

骨骼肌很容易因不动而导致消瘦，因此这项新研究的重点是骨骼肌。

研究小组将培养的人类骨骼肌细胞注入活跃期或者冬眠时期黑熊血液中提取的血清，并进行了一系列的观察分析。

培养的人肌管中总蛋白含量的改变

骨骼肌细胞在与熊血清一起培养24小时后，并没有观察到任何明显的形态变化（图A）或分化的人肌管中细胞核数量的增加（图B）。

但与活跃期熊血清（ABS）相比，在冬眠期熊血清（HBS）中培养时的总蛋白含量显著增加（图C）。

肌管中蛋白质合成代谢、分解代谢的调节

通过上述的研究，我们得知HBS可以增加总蛋白质含量。

检查蛋白激酶B（Akt）的激活状态和雷帕霉素复合物1(mTORC1) 途径的机械靶点，这些被认为是骨骼肌中蛋白质合成的中枢调节剂。

第一幅图中可以看到，在HBS中的骨骼肌细胞可以增强Akt/mTORC1信号传导。

而第二幅图却显示在HBS中的人骨骼肌细胞中的蛋白质合成代谢没有改变。

可以初步得出结论，尽管用HBS处理会诱导Akt/mTORC1通路的激活，但这并不直接诱导培养的人骨骼肌细胞中蛋白质合成的激活。

总蛋白质含量增加而蛋白质合成系统不受影响，所以后续就要探究HBS对培养肌管中蛋白水解系统的影响。

骨骼肌中存在两种主要的蛋白水解途径：自噬-溶酶体系统，泛素-蛋白酶体系统。

下图中可以看出，自噬体形成的标志物微管相关蛋白1轻链3(LC3)-II没有改变，表明培养的肌管中的自噬通量没有变化。

相比之下，肌肉环指蛋白-1(MuRF1) 蛋白（一种骨骼肌特异性 E3 泛素连接酶）的表达在HBS中显著降低。

因此可以得出，在HBS中通过泛素-蛋白酶体依赖性系统的蛋白质降解在人类骨骼肌细胞中被抑制。

使用 HBS 处理增强 Akt-FOXO 轴

Akt-FOXO轴可能代表骨骼肌细胞中泛素-蛋白酶体系统的潜在调节机制，特别是通过调节atrogin1和murf1基因的转录激活。

在培养的肌管中，与ABS相比，HBS 处理后FOXO3a的磷酸化和总表达显著增加（下图 B-D）。

值得一提，HBS处理后细胞溶质FOXO3a增加，而核FOXO3a没有变化（下图E-G）。

冬眠期间熊血清中IGF-1浓度的变化

IGF-1是一种血清生长因子，是一种候选上游因子，可诱导骨骼肌中Akt-FOXO3a轴的激活。

已经证实，与活跃期相比，黑熊冬眠期间IGF-1含量显然更高（下图A），并且，还观察到冬眠熊血清中总蛋白含量显著增加（下图B）。

因此，冬眠熊血清相较于活跃期熊血清能够更好地提高人类骨骼细胞的能力。

One More Thing

用冬眠动物治疗疾病或者用于其他领域的研究已经有很长一段时间了。

斑马鱼经常作为科学研究的模型，因为它们的基因组与人类非常相似。

此前，研究人员试图研究冬眠斑马鱼，将其应用到航天领域。

宇航员在太空中长期生存可能会面临肠道微生物群变化、休眠病毒重新激活、白血病和线粒体功能障碍等风险。

斑马鱼的新研究表明，诱导冬眠可能有助于降低风险。