一项新研究发现，大脑和肌肉组织中的分子生物钟同步工作对于维持肌肉健康和预防衰老至关重要。
最近涉及小鼠的研究表明，大脑和肌肉组织中的分子昼夜节律钟协同工作以维持肌肉健康，强调了昼夜节律紊乱对衰老的负面影响。研究表明，大脑和肌肉时钟必须协调运转才能防止肌肉衰老，而饮食模式在调节这些时钟方面也发挥着关键作用。
最近对小鼠的一项研究表明，大脑和肌肉组织中的分子生物钟协同工作，以维持肌肉健康和日常功能。这项研究可以为昼夜节律的破坏如何导致与衰老相关的健康问题提供重要的见解，并可能提出随着人们年龄增长而保持肌肉功能的方法。
昼夜节律分子钟网络对于日常生理和维持健康至关重要。人们认为，这个网络遍及体内所有细胞，由大脑的视交叉上核（SCN）分层组织和协调，该核接收每日光信号并同步整个身体的独立生物钟。
周围组织时钟的自主功能
然而，外周组织时钟也可以自主接收和响应特定的外部线索。这种昼夜节律组织的机制及其在维持生理功能和健康中的作用尚不完全清楚。先前的研究表明，缺乏生物钟基因 Bmal1 的小鼠会表现出肌肉时钟节律紊乱以及过早衰老和肌肉萎缩。
Arun Kumar 及其同事使用一种新颖的全局 Bmal1 敲除小鼠模型，该模型可阻止 Bmal1 表达，但允许在任何选择的组织中重建 Bmal1 功能，研究了大脑和肌肉时钟之间的相互作用，以及这些相互作用的破坏是否会导致过度发挥作用小鼠肌肉老化的研究。库马尔等人。通过在大脑或骨骼肌组织或两者中靶向表达 Bmal1，恢复了三个小鼠品系的时钟功能，并发现需要恢复两个时钟才能抑制过早衰老和肌肉功能障碍，这表明这种脑-肌肉通讯是正常肌肉所必需的功能和健康。
作者还表明，在活跃的黑暗阶段（夜间）进行时间限制的进食可以部分取代大脑中中央时钟的功能，并增强肌肉时钟的整体自主性，这强调了饮食模式对分子时钟相互作用的重要性。“这些结果凸显了内在衰老时钟机制的遗传和生理重新编程向更年轻状态的潜力，并且对预防现代生活方式引起的昼夜节律紊乱的策略以及开发针对与年龄相关的疾病和衰老本身的治疗方法具有影响。”作者写道。
参考文献：
“脑-肌肉通讯通过维持日常生理机能来防止肌肉老化”作者：Arun Kumar、Mireia Vaca-Dempere、Thomas Mortimer、Oleg Deryagin、Jacob G. Smith、Paul Petrus、Kevin B. Koronowski、Carolina M. Greco、Jessica Segalés ，Eva Andrés、Vera Lukesova、Valentina M. Zinna、Patrick-Simon Welz、Antonio L. Serrano、Eusebio Perdiguero、Paolo Sassone-Corsi、Salvador Aznar Benitah 和 Pura Muñoz-Cánoves，2024 年 5 月 2 日，《科学》。 DOI：10.1126/science.adj8533