大多数孩子都梦想长大后成为宇航员;但长时间处于低重力状态的不利之处在于，宇航员的肌肉往往会因不使用而萎缩和变弱。现在，来自日本的研究人员发现了一种影响肌肉对太空飞行的反应的蛋白质。
在 2021 年 6 月发表在生物学通讯上的一项研究中，筑波大学的研究人员发现，核因子 E2 相关因子 2 或 NRF2 有助于防止肌肉在低重力下变弱。
肌肉萎缩或减弱是疾病和衰老的共同特征。它也可能发生在长时间不活动后，例如在太空飞行期间，当宇航员不需要像在地球上那样多地使用肌肉来支撑体重或四处走动时。当肌肉在太空中萎缩时，它们不仅会变小，而且往往会失去一种称为“慢肌”的纤维，而获得更多称为“快肌”的纤维。
“这种从慢肌纤维到快肌纤维的转变与氧化应激的增加密切相关，”该研究的资深作者 Satoru Takahashi 教授解释说。“因此，我们预计在微重力条件下，去除防止氧化应激的因素会加速肌肉萎缩。”
为了探索这一点，研究人员删除了编码 NRF2 的基因，该基因有助于控制小鼠体内对氧化应激的反应。然后这些老鼠被送到国际空间站住了一个月。当老鼠回来时，研究人员将它们的小腿肌肉与同月在地球上度过的老鼠的小腿肌肉进行了比较。
“我们惊讶地发现，在微重力环境下，敲除 Nrf2 的小鼠并没有比对照小鼠失去更多的肌肉质量，”高桥教授说。“然而，他们确实显示出从慢到快的纤维类型转变速度显着加快。”
除了肌肉成分的这种变化之外，肌肉组织使用能量和营养的方式也发生了明显的变化。这种能量代谢的转变是纤维类型转变的一个共同特征。
“我们的研究结果表明，NFR2 在太空飞行过程中通过调节氧化和代谢反应来改变骨骼肌的组成，”高桥教授说。
鉴于 NFR2 的这一新发现的作用，寻找针对这种蛋白质的治疗方法可能有助于防止宇航员在太空飞行期间发生肌肉变化。靶向 NFR2 也可能是解决癌症等疾病或衰老过程中肌肉萎缩的有希望的途径。
文章“核因子 E2 相关因子 2 (NRF2) 缺乏加速太空飞行期间比目鱼肌的快速纤维类型转变”，发表在Communications Biology 上。
这项工作得到了日本宇宙航空研究开发机构 (14YPTK-005512; ST) 的资助和文部科学省创新领域科学研究的资助 (18H04965; ST)。作者声明没有竞争利益。
