日本神户大学研究生院医学研究科糖尿病与内分泌内科学专业的小川涉教授等人组成的研究小组,于全球首次查明了糖尿病导致肌肉量减少的机理。肌肉减少造成活动能力下降,容易引发各种疾病,缩短寿命。医学界目前知道糖尿病患者的肌肉量容易减少,但此前一直不清楚具体的机理。
此次的研究首次发现,血糖值升高会通过WWP1和KLF15这两种蛋白的作用减少肌肉量。如果能开发出作用于这两种蛋白的药物,就有望作为治疗肌肉减少的药物使用。相关研究论文已于2月21日发表在美国科学杂志《JCI Insight》的网络版上。
小川教授的研究小组通过实验发现,小鼠患糖尿病后,随着肌肉量的减少,其肌肉中的转录因子——KLF15蛋白的含量会增加。研究小组还培育了仅去除肌肉中的KLF15的小鼠,发现该小鼠即使患糖尿病,肌肉量也不会减少(图1)。这说明,糖尿病导致的KLF15含量增加是造成肌肉减少的原因。
研究小组研究了KLF15在糖尿病中是以何种机制增加的,结果发现血糖值的升高会抑制KLF15分解,导致KLF15在肌肉中积存。另外还发现,名为WWP1的蛋白在KLF15的分解控制中发挥了重要作用。
WWP1是泛素连接酶蛋白家族的成员之一。名为泛素的小蛋白与其他蛋白结合后,与结合的蛋白的分解速度就会加快。小川教授的研究小组发现,在正常状态下,WWP1会使泛素与KLF15结合以促进分解,从而使KLF15保持低含量,但如果血糖值升高,WWP1的含量就会减少,导致KLF15与泛素的结合减少,从而抑制KLF15的分解(图2)。
研究小组根据以上结果,于全球首次明确了糖尿病患者肌肉减少的机制,即血糖值的升高会影响WWP1和KLF15这两种蛋白的含量,从而导致肌肉量减少。此次不但首次发现WWP1和KLF15这两种蛋白与糖尿病患者的肌肉减少有关,血糖值升高会促进肌肉减少这一现象也是个全新的发现,以前完全没想过。
不仅是糖尿病,年龄增长和运动不足等多种原因都会造成肌肉量减少。此次研究明确了作用机制的KLF15和WWP这两种蛋白还可能与其他原因导致的肌肉减少有关。
目前并没有针对肌肉减少的治疗药物。如果开发出能增强WWP1的作用、或削弱KLF15的作用的药物,则有望成为治疗肌肉减少的划时代药物。
文 JST客观日本编辑部