근감소증은 일반적으로 존재하는 나이와 관련된 질병으로 근육의 질, 힘, 기능이 점차 떨어지는 것이 특징이다.일반적으로 개체는 40 세 정도에 관련 증상이 나타나기 시작할 수 있으며 75 세 이후에는 병세가 전시회에 가속화됩니다 (Roubenoff & Hughes, 2000).근감소증은 노인군에게 큰 영향을 미치며 장애, 허약을 초래하고 삶의 질을 떨어뜨린다 (Rong 등, 2020;Manrique-Espinoza 등, 2017).이 질병의 잠재적 원인은 비교적 복잡하며 여러 가지 요소와 관련된다.신호 통로 불균형, 특히 미토콘드리아 안정 상태의 파괴는 근육 세포의 에너지 생성 능력을 손상시킬 수 있으며, 이는 근육 감소증의 발병과 관련이 있다 (Boengler 등, 2017;Yin 등, 2021).비록 근감소증이 로년군체에 뚜렷한 영향을 미치지만 아직 전문적으로 이 질병에 대한 비준을 받은 약물간섭조치는 없다.이는 근감소증의 진행을 예방하거나 늦출 수 있는 다른 방법을 찾는 것이 절실하다는 것을 부각시켰다.
난창대학 생명과학대학 연합중국과학원 쿤밍동물소의'아징셀'은'Histone 베타-hydroxybutyrylation is critical in reversal of sarcopenia'라는 글을 발표하여 선충과 생쥐 모델 연구를 통해 베타-하이드록시부틸산(베타-HB)이 그룹 단백질인 베타-히드록시부틸화(Kbhbbbbbbbbb)를 유도해 근육 기능을 개선하고 근육 기능을 향상시켜 새로운 근육 기능과 근육 기능을 개선하는 것을 발견했다.
연구 배경:
근감소증은 노화와 관련돼 근육의 질과 기능을 떨어뜨릴 수 있어 현재 효과적인 약물치료가 부족하다.열량 제한(CR), 케톤 식사(KD), 운동 등의 개입은 근감소증을 완화하고 베타-HB 수치를 높일 수 있지만, 베타-HB가 그 안에서 어떤 역할을 하는지는 명확하지 않다.
연구 내용 및 결론:
1, 베타-HB와 근육 질량의 관계: BXD 생쥐 품계를 분석한 결과, 베타-HB 생성 능력은 근육 질량과 상관관계가 있으며, 나이가 들수록 생쥐, 영장류, 인간의 베타-HB 생성 능력이 떨어진다.
2. 베타-HB가 체외근육감소증 변화에 미치는 영향: 체외실험에서 베타-HB는 TNF-α가 유도하는 C2C12 근관 MyHC 단백질의 수치 저하를 용량 의존적으로 예방하고 체외근육감소증 변화를 억제한다.
3, 베타-HB가 노년 쥐의 근육 기능과 섬유에 미치는 영향: 23 월령 쥐에게 베타-HB를 보충하면 운동 지구력과 조화 능력을 강화하고 비장 근육의 상대 중량과 횡단 면적을 증가하며 근육 기능과 섬유 구조를 개선할 수 있다.
4, 베타-HB가 노년 선충의 운동 기능과 근섬유 완전성에 미치는 영향: 노년 선충 실험에서 베타-HB는 그 운동 기능을 제량 의존적으로 개선하고, 근섬유 중의 myo3 단백질 수준을 증가시켜 근사 완전성을 개선할 수 있다.
5, 내원성 베타-HB 생성 능력 향상의 영향: 선충에서 베타-HB 생성의 속도 제한 효소 HMGS-1을 과발현하여 노년 선충 운동 기능을 개선할 수 있으며, 내원성 베타-HB 생성 능력을 향상시키는 것이 근육 감소증 개선에 도움이 된다는 것을 나타낸다.
6, 베타-HB가 미토콘드리아 기능에 미치는 영향: 베타-HB는 미토콘드리아 관련 유전자 전사를 강화하고, C2C12 근관의 산소 소모율을 높이며, 노년 미토콘드리아 미토콘드리아 수량과 형태를 개선하고, 미토콘드리아 기능을 향상시킨다.
7, 그룹 단백질 베타-히드록시 아세틸화 작용: 베타-HB는 C2C12 근관 중 그룹 단백질 Kbhb 수식 증가를 유도할 수 있다. ChIP-seq 결과, H3K9bhb 수식은 미토콘드리아 관련 유전자 위치의 부집을 현저하게 증가시킬 수 있다. p300 (그룹 단백질 Kbhb 전이효소) 을 억제하면 베타-HB의 미토콘드리아 관련 유전자 발현 작용을 제거하고 베타 -HB의 미토콘드리아 관련 유전자 수식 작용을 증가시킬 수 있다.
8, 그룹 단백질 Kbhb의 역전 근육 감소증 작용: 억제 또는 침묵 p300은 C2C12 근관 MyHC 발현에 대한 베타-HB의 보호 작용을 제거 할 수 있으며, 노인 선충 실험에서 그룹 단백질 Kbhb의 억제 그룹 단백질 Kbhb도 베타-HB와 과발현 HMGS-1의 운동 기능과 근육 섬유 구조 개선 작용을 제거 할 수 있으며, 그룹 단백질 Kbhbhbb는 베타-HB 역전 근육 감소증에서 매우 중요합니다.
9, CR과 그룹 단백질 Kbhb의 관계: 생쥐에 대한 CR 식사 개입, 체중과 지방 질량비 감소, 살코기 질량비와 상대 골격근 질량 증가, 베타-HB 수준 향상, 동시에 생쥐 골격근 중 H3K9bhb 수준과 하류 유전자 표현 증가, CR이 골격근과 근육 감소증에 대한 유익한 작용이 부분적으로 베타-HB와 골격근 그룹 Kbhb 수준 향상을 통해 실현될 수 있음을 나타낸다.
실험에 사용된 장치:
러닝머신 테스트
쥐 러닝머신 테스트는 KW-PT 작은 동물 러닝머신 (난징 캘빈 생물 과학 기술 유한회사) 을 사용하며, 러닝머신 운동대 뒤쪽에는 전기가 있는 금속 그릴이 장착되어 있으며, 만약 쥐가 달리기를 멈추면 그릴은 그에게 전기 충격을 가한다.테스트할 때 생쥐는 러닝머신에 놓여 초기 기울기 각도가 10 ° 였다.러닝머신 속도는 점차 증가해 시작 속도는 8m/min, 10분 후에는 16m/min, 20분 후에는 24m/min으로 향상돼 30분 동안 테스트를 중단한다.생쥐가 30분 동안 테스트하는 동안 받은 전기 충격 횟수를 기록하고 달리기 거리와 기진 시간의 관계도를 그린다.
회전봉 테스트
실험에 사용된 생쥐 회전봉 피로계는 KW-6C형 (난징칼빈생물과학기술유한공사) 으로 자동타이머와 낙하센서를 갖추고 있다.테스트할 때 쥐를 회전기에 놓고 초기속도를 6m/min으로 설정한후 회전속도가 2m/min의 폭으로 점차 증가되여 쥐가 피로가 떨어질 때까지 증가되였다.쥐가 떨어지기 전 회전봉에서 버틴 시간과 거리를 기록해 운동 조화력과 지구력을 측정한다.
잡기 측정
생쥐 잡력계 KW-ZL-1을 사용하여 (난징 캘빈 생물 과학 기술 유한회사) 생쥐의 상지 잡력을 평가한다.테스트할 때 쥐꼬리를 잡고 들어올려 쥐를 인도하여 디지털측력계에 련결된 견고한 격자를 잡은후 쥐꼬리를 가볍게 뒤로 당겨 그립을 느슨해질 때까지 당겼는데 이때 디지털측력계에 표시된 당김눈금이 바로 잡힘이다.쥐 한 마리당 5회 연속 테스트를 해 지체 근육의 평균 최대 잡력치 (단위: 그램) 를 계산한다.
연구 한계와 전망:
연구에는 단기적인 연구로는 베타-HB 보충제의 장기적인 부작용을 평가할 수 없으며, 동물 실험 결과는 인체에서 검증해야 하며, 음식, 운동, 개체 대사 차이의 영향을 충분히 평가하지 않는 등 한계가 있다.앞으로 베타-HB의 역할을 더 탐구하기 위한 장기적인 연구, 임상실험이 필요하다.