靶向 p21：对抗衰老相关肌肉减少症的新希望

为解决衰老相关肌肉减少症（sarcopenia）机制不明及 p21 抑制对其作用未知的问题，研究人员开展了 p21 抑制对衰老相关肌肉减少症影响的研究。结果显示，抑制 p21 可清除衰老细胞、促进健康成肌细胞再生。这为治疗衰老相关肌肉减少症提供了新策略。

　　随着人们生活水平的提高，老龄化问题日益严重，与之相伴的各种健康问题也逐渐凸显，其中衰老相关肌肉减少症（sarcopenia）备受关注。肌肉减少症主要表现为骨骼肌质量和功能的进行性丧失，严重影响老年人的生活质量，增加跌倒、骨折等风险。目前，虽然已经提出了一些与肌肉减少症相关的基础致病机制，如炎症过程、蛋白质合成和降解失调、神经肌肉变性、线粒体功能障碍、氧化应激和细胞衰老等，但这些分子机制仍未完全明晰。在众多潜在机制中，肌肉干细胞（卫星细胞）的衰老被认为是导致肌肉减少症的关键因素之一。

p21 是由 Cdkn1a 基因编码的蛋白，它在细胞内参与多种重要过程，除了细胞周期调控外，还涉及 DNA 修复、细胞凋亡、衰老和细胞迁移等。在骨骼肌中，p21 对肌生成和分化起着关键作用，然而，它在衰老相关肌肉减少症中的具体作用尚不明确。此前的研究虽提示 p21 可能参与年龄相关肌肉减少症的发病机制，但 p21 抑制能否消除衰老的成肌细胞并恢复其分化能力，仍有待验证。

为了深入探究这些问题，来自 Inha University College of Medicine 等机构的研究人员开展了一系列研究。研究发现，抑制 p21 不仅能选择性地清除衰老细胞，还能增强健康成肌细胞的再生能力，这为改善衰老个体的肌肉再生、促进肌生成，进而提高肌肉健康和功能带来了新的希望。该研究成果发表在《Cellular & Molecular Biology Letters》杂志上。

研究人员在开展研究时，用到了以下几个主要关键的技术方法：首先，对不同年龄的大鼠进行转录组分析，以确定与衰老诱导的肌肉减少症相关的基因；其次，利用体外模型，在成肌细胞中诱导衰老，并通过小干扰 RNA（siRNA）靶向 Cdkn1a 抑制 p21 表达；再者，运用荧光激活细胞分选（FACS）技术分离具有不同 caspase 3/7 活性的细胞亚群；最后，通过蛋白质免疫印迹（western blotting）对与肌生成、肌肉萎缩、蛋白质合成和细胞凋亡相关的蛋白质表达进行定量分析。

下面来看具体的研究结果：

• 老年大鼠骨骼肌和血液生化特征：与年轻大鼠相比，老年大鼠的比目鱼肌和腓肠肌重量显著降低，最大前肢力量明显减弱，疲劳指数更高。同时，老年大鼠的线粒体功能出现明显异常，表现为氧气消耗减少、过氧化氢（H₂O₂）产生增加以及钙离子（Ca²⁺）保留能力下降，这些都表明老年大鼠存在线粒体功能障碍的肌肉减少症表型。
• 老年大鼠差异表达基因：通过对年轻和老年大鼠的差异表达基因（DEG）分析，研究人员在比目鱼肌和腓肠肌中分别鉴定出与衰老相关的 DEG。其中，Cdkn1a 基因在老年大鼠的两种肌肉中均显著上调，其表达水平在比目鱼肌中是年轻大鼠的 4.5 倍，在腓肠肌中更是高达 14.5 倍。
• C2 - 神经酰胺诱导 C2C12 成肌细胞衰老及相关机制：用 C2 - 神经酰胺处理 C2C12 成肌细胞后，细胞中衰老相关 β - 半乳糖苷酶（SA - β - gal）染色阳性细胞数量显著增加，p21 蛋白表达上调，同时肌肉萎缩相关蛋白 MAFbx 表达增加，蛋白合成相关蛋白 4EBP1 和 P70S6K 的磷酸化水平下降，抗凋亡蛋白 Bcl - 2 减少，促凋亡蛋白 cleaved caspase - 3 和 cleaved PARP 增加，这表明 C2 - 神经酰胺诱导的 C2C12 成肌细胞出现了衰老及肌肉减少症相关的机制激活。
• p21 敲低选择性增强神经酰胺诱导的衰老成肌细胞凋亡：敲低 p21 后，显著抑制了神经酰胺诱导的成肌细胞衰老，细胞活力得到恢复，细胞周期中 G1 期阻滞被缓解。通过 FACS 分析发现，p21 敲低增加了 caspase - 3/7 高活性细胞的数量，这些细胞的凋亡和衰老标记物表达更高，同时 BrdU 和 Ki67 检测表明 p21 敲低促进了细胞增殖，这说明 p21 抑制可选择性去除衰老细胞并支持非衰老细胞增殖。
• p21 敲低恢复神经酰胺诱导的成肌抑制：在衰老相关肌肉减少症模型中，p21 敲低后，慢肌肌球蛋白重链（MHC [S]）的表达显著恢复，肌管直径和融合指数增加，同时促炎细胞因子 IL - 6 和 TNF - α 的 mRNA 表达受到抑制，这表明 p21 敲低可恢复成肌能力，促进肌管分化。

研究结论和讨论部分指出，本研究揭示了 p21 抑制在衰老相关肌肉减少症中的潜在治疗作用。p21 在成肌细胞分化过程中，既参与细胞周期调控促进分化，又在衰老刺激下诱导细胞衰老。在老年大鼠肌肉中，Cdkn1a 表达升高与线粒体功能障碍、肌肉质量和功能下降相关。在体外模型中，p21 敲低不仅能逆转衰老标记物的表达，还能选择性诱导衰老细胞凋亡，同时恢复肌管分化能力。这一研究结果为衰老相关肌肉减少症的治疗提供了新的潜在靶点和策略。

然而，该研究也存在一定的局限性。例如，C2 - 神经酰胺模型虽有助于研究肌肉减少症的某些方面，但无法完全模拟老年肌肉组织的复杂性；目前还需进一步确定像 dasatinib 和 quercetin（D + Q）这样的衰老细胞裂解药物的有效性是否依赖于 p21；此外，还需要在动物模型中对肌肉组织特异性或卫星细胞特异性的 Cdkn1a 调控进行进一步验证，并探索 p21 抑制可能产生的脱靶效应。尽管如此，该研究仍然为后续深入研究衰老相关肌肉减少症的治疗方法奠定了重要基础，为改善老年人肌肉健康带来了新的思路和方向。