在Cell出版社名下《Cell  Metabolism》雜志2007年一月期中,，有一篇關(guān)于新型肌肉纖維的報(bào)道。在這篇文章中,，研究者們發(fā)現(xiàn)一個(gè)重要的分子開關(guān)，它可以促使肌體合成一種新型肌肉,。另外,，他們還發(fā)現(xiàn)這種“IIX型纖維”武裝的動(dòng)物將會(huì)跑得更為持久,，載荷能力也越強(qiáng)。“這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)可能會(huì)被應(yīng)用到新藥開發(fā),，借之改變肌肉的組成”,，研究者稱。這種治療將給患有肌肉萎縮癥的病人帶來(lái)新的福音,，幫助增強(qiáng)他們肌肉的物理強(qiáng)度和持續(xù)性,。

作為此項(xiàng)研究的負(fù)責(zé)人，來(lái)自哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院的Bruce  Spiegelman發(fā)現(xiàn)了在增強(qiáng)PGC-1â基因的活性后,，小鼠的骨骼肌會(huì)填滿IIX型肌肉纖維,，而這種類型的肌肉纖維在普通小鼠中所占的比例是相當(dāng)少的。為了適合不同的運(yùn)動(dòng),，肌肉的組成也會(huì)有所不同：為了適應(yīng)慢而持久的運(yùn)動(dòng),，I型、IIA型肌肉纖維是比較適合的,；為了適應(yīng)快速而富有爆發(fā)性的運(yùn)動(dòng),，IIB型肌肉纖維顯得更為適合，相應(yīng)肌肉也有學(xué)者形象地稱為慢?。╯low  twitch  muscle）和快?。╢ast  twitch  muscle）。這種不同類型的肌肉纖維主要是依據(jù)肌球蛋白重鏈(Myosin  Heavy  Chain,，MHC)以及代謝能力進(jìn)行劃分的,；代謝能力主要是由細(xì)胞中含有的產(chǎn)能線粒體數(shù)量來(lái)決定。肌球蛋白是馬達(dá)蛋白家族中同時(shí)具有“重”和“輕”氨基酸鏈的一類（請(qǐng)參見(jiàn)備注1）,。

Spiegelman介紹說(shuō)哺乳動(dòng)物中絕大多數(shù)肌肉是由快肌纖維（fast-twitch  fiber）和慢肌纖維（slow-twitch  fiber）共同組成的,，一些肌肉組織可能富含某一種類型的肌肉纖維。事實(shí)上,，除此之外,，成體骨骼肌中還有一種富含第四型MHC的IIX型肌肉纖維，但對(duì)于這種類型的肌肉纖維科學(xué)家們鮮有報(bào)道,。IIX型纖維似乎兼有快肌纖維和慢肌纖維兩種秉性：在氧化代謝方面與慢肌纖維相似,，在生物物理特性方面與快肌纖維相似。“值得一提的是,，它的氧化代謝(oxidative  Metabolism)方式是至今為止最為有效的”,，Spiegelman說(shuō)。

“PGC-1â轉(zhuǎn)基因小鼠的肌肉在外表上看,，比野生型小鼠顏色更顯血紅色”,，這是它們含有更多線粒體的外在表現(xiàn)，研究者報(bào)告稱,。深入地研究之后,，研究者們發(fā)現(xiàn)這種肌肉的纖維組成中I型,  IIA型,  和IIB型的MHC含量降低,，但I(xiàn)IX型的MHC含量是普通數(shù)值的五倍。他們發(fā)現(xiàn),，轉(zhuǎn)基因小鼠的肌肉纖維中幾乎100%包含有大量的IIX型MHC  的mRNA和蛋白質(zhì),，但這在普通小鼠中僅為15%-20%。PGC-1â同時(shí)還改變著肌肉細(xì)胞的代謝特征,，即誘導(dǎo)一些可以促使線粒體增殖的相關(guān)基因的表達(dá),。有著更多IIX型肌肉纖維的PGC-1â轉(zhuǎn)基因小鼠，表現(xiàn)出更強(qiáng)的有氧運(yùn)動(dòng)能力,，研究者發(fā)現(xiàn),。它們可以竭盡全力跑上32.5分鐘，而同窩出生的普通小鼠則跑上26分鐘就筋疲力盡了,。

這些研究對(duì)治療一部分人類的肌肉以及神經(jīng)肌肉疾病有著重要的潛在應(yīng)用價(jià)值,。“在有運(yùn)動(dòng)障礙的很多病癥中，如截癱（paraplegia）,、長(zhǎng)期臥床(prolonged  bed  rest)和肌營(yíng)養(yǎng)不良（muscular  dystrophy）等,，氧代謝纖維（oxidative  fiber）都較少，取而代之的是糖酵解纖維(glycolytic  fiber),。這使得肌肉對(duì)于疲乏的抵抗力進(jìn)一步被削弱?，F(xiàn)在我們發(fā)現(xiàn)PGC-1â是可以誘導(dǎo)氧代謝型IIX纖維的合成，這會(huì)給我們調(diào)節(jié)疾病肌體,，甚至是健康肌體帶來(lái)新的選擇,。”  Spiegelman研究小組說(shuō)。

備注1：

馬達(dá)蛋白家族：

真核細(xì)胞含有三種主要的馬達(dá)蛋白家族:肌球蛋白,kinesins蛋白,動(dòng)力蛋白,.在肌肉中的肌球蛋白,開始時(shí)被描繪成有它自己的作用基礎(chǔ),沿著肌纖蛋白的絲運(yùn)動(dòng),肌肉肌球蛋白包括兩個(gè)拷貝,它們都有一個(gè)87kd分子團(tuán)的重鏈,一個(gè)必需的輕鏈,和一個(gè)起調(diào)節(jié)作用的輕鏈.人類基因似乎能編碼超過(guò)40種截然不同的肌球蛋白,在肌肉收縮中有些功能和另一些參與不同種類的其他過(guò)程.kinesins蛋白在蛋白質(zhì),囊泡和沿微管的細(xì)胞器轉(zhuǎn)運(yùn)中起作用,包括染色體分離,kinesins蛋白常包括兩個(gè)拷貝,一個(gè)是重鏈,一個(gè)是輕鏈,它的重鏈大約只有肌球蛋白長(zhǎng)度的一半,人類基因至少能編碼40種kinesins蛋白.在一些真核細(xì)胞中,動(dòng)力蛋白能驅(qū)動(dòng)纖毛和鞭毛的運(yùn)動(dòng),和其他作用蛋白相比,動(dòng)力蛋白較大,有個(gè)大于500kd的分子團(tuán)重鏈,人類基因似乎能編碼大約10種動(dòng)力蛋白.

比較肌球蛋白,，kinesins和動(dòng)力蛋白的氨基酸序列,，并沒(méi)有出現(xiàn)這些蛋白質(zhì)家族之間有意義的關(guān)系，但是,，在確定它們的三維結(jié)構(gòu)之后,，肌球蛋白和kinesins家族的成員之間被發(fā)現(xiàn)有顯著的相似性，特別是,，肌球蛋白和kinesins都包含同源的P-環(huán)NTP酶核心部位,，這些在G蛋白中也存在。動(dòng)力蛋白重鏈的序列分析揭示出它是P-環(huán)NTP酶的AAA子家族的一個(gè)成員,，我們以前在19S  蛋白解體系統(tǒng)中遇到過(guò)該子家族,，動(dòng)力蛋白有6個(gè)序列編碼一個(gè)沿著它的長(zhǎng)段排列的P-環(huán)NTP酶整環(huán)。從而,，可以利用有關(guān)G蛋白和其他P-環(huán)NTP酶的知識(shí)來(lái)分析這些馬達(dá)蛋白的運(yùn)動(dòng)機(jī)理,。