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8月,你看奥运会了吗?
不论你是关心中国队的金牌数
还是欣赏运动员的洪(xian)荒(mei)之(rou)力(ti)
每个人眼中都有一个独一无二的奥运会
今天,就来聊聊小至眼中的奥运冠 、基因和癌症治疗吧。
”奥运会最激动人心的时刻莫过于运动员登台领奖的瞬间戴上金牌奏起国歌流下激动的泪水多年苦练,破茧成蝶,所有血汗,终有回报!讲真,恐怕没有比奥运会更正能量的地方了。但是小至却要说因为独特的基因类型每个奥运冠 背后都有一份命中注定
(像博尔特、菲尔普斯这样的运动天才,会不会是变种人?)
一.冠 基因——ACTN3
说起奥运冠 的“基因决定论”,不得不提著名的ACTN3基因。
ACTN3编码的蛋白质叫α-肌动蛋白3。α-激动蛋白是构成我们肌肉中最重要的蛋白质之一,在所有的肌肉纤维中,都含有α-肌动蛋白2,但是α-肌动蛋白3几乎只在II型肌肉纤维中存在。II型肌肉纤维是啥?它是一种以糖酵解为主、速度更快、力量和爆发力更强的肌肉!俗称快肌。与他相对的是有氧呼吸为主、爆发力较弱、耐力较好的I型肌纤维,俗称慢肌。不幸的是,人类的ACTN3有一个常见变异(多态性)!ACTN3基因上有一个C碱基变成了T(c.CT),这导致ACTN3蛋白质的第位的精氨酸(R)直接变成了终止密码子(X),缩短的蛋白质直接被降解了!这个变异产生了三种类型RR、RX和XX。相比X型,R型有什么好处呢?R型ACTN3基因会产生更多的快肌纤维,R型的运动员跑得更快、爆发力更好!许多研究已表明,在短跑等爆发力运动中,R型运动员占据绝对统治地位,甚至在冠 级别选手中完全不存在XX型纯合子运动员。更重要的是,R型ACTN3基因和运动员的成绩水平关系巨大,换句话讲,基因很可能决定了谁打破纪录,谁“重在参与”。据说,某些国家已经开始根据基因筛选小运动员了,在接受相同训练的情况下,携带某些“冠 基因”的小运动员更容易出成绩(精准体育?)。
(男子短跑运动员成绩和ACTN3RX基因型的关系,BMCGenomic,)
世界上约有18%的人是完完全全的α-肌动蛋白3缺失(XX),该类型在非洲某些人群中仅占1%,而在亚洲和中国,XX的比例可能高达25-34%。(小至去哭一会,终于体会到亚洲唯一跑进10秒的中国飞人苏炳添的不易了?)重要的是,像ACTN3、ACE(催化合成血管紧张素II,通过调节血压来改善肌肉功能)这样直接影响运动成绩的冠 基因还很多很多……比如下面这个,不光影响实力,还改变颜值。
二.MSTN——传说中的大力士基因?
年的《新英格兰医学杂志》报道了这样一个小朋友。
这个德国小男孩在出生时有些肌肉痉挛,但不久就消失了;之后的激素水平、智力发育都没什么异常;他最大的特征是天生的超乎常人的强壮。
有多壮?看看他出生时和7个月的“小”腿,小伙子4岁半就可以水平举起两个3公斤的哑铃了!(小至默默看了看自己的一块腹肌……)
《新英格兰医学杂志》将他比作赫拉克勒斯——希腊神话中杀蛇的大力士英雄。
更有趣的是,小赫拉克勒斯的妈妈是个强壮的职业运动员,家族中也不乏孔武之人。
基因检测发现,小赫拉克勒斯的MSTN基因出现了可变剪接变异,造成MSTN功能缺失。他的父母都是MSTN基因变异杂合子,而他正好是MSTN基因变异的纯合子。
MSTN基因编码的蛋白质中文名叫肌肉抑制素,是一种专门促进肌肉萎缩的细胞因子(想不到你是这种基因)。缺乏MSTN的个体表现为强烈的肌肉增生,而且不需要锻炼。这种现象在动物里也出现过,比如下图的比利时蓝牛。
我们似乎可以想象小赫拉克勒斯长大后的样子……
如果有一种药物,可以抑制MSTN的功能,即使不锻炼也能获得发达的肌肉和强健的体魄,又没太多的副作用,谁还去健身房减脂增肌啊?但这或许将成为体育发展的一场灾难。
如果HULK参加奥运会,对全人类都是不公平的。如何检测隐蔽、高效的“基因兴奋剂”并阻止其滥用,也是摆在奥组委和国际反兴奋剂组织面前的一道难题。
三.基因兴奋剂也可能是癌症良药
万物都有两面性,让人痛恨的“兴奋剂”也可能是治疗癌症恶病质的良药。什么是癌症恶病质(CacnerCachexia)?这是一种由癌症引起的,主要表现为体重下降,肌肉、脂肪丢失,和系统性器官衰竭的代谢综合征。
大约80%的晚期癌症患者会发生恶病质,患者生活质量和治疗耐受能力明显下降,约30%的癌症死亡也和恶病质有关(例如呼吸肌衰竭)。另外,化疗以及并发感染也可能引起恶病质。
我们可以从乔帮主患癌几年间的外貌变化,获得对恶病质的直观印象。(严格讲乔布斯所患胰腺神经内分泌瘤产生的恶病质有别于传统癌症恶病质)
既然医学仍不能立即治愈癌症,那么以延长生存、改善患者的生活质量为目标,针对恶病质等癌症并发症进行治疗,将癌症真正转化为可以控制的慢性疾病,也不失为当今癌症医学的可行治疗思路。
最近几年,已经陆续有了几种针对癌症恶病质的在研药物,例如针对ActRII(MSTN、activin和GDF11等细胞因子的受体)的可溶性受体拮抗剂sActRIIB(Amgen公司)和单抗药物CDD(诺华)、Fn14(TWEAK受体)抗体等。这些药物在临床前试验中取得了让人瞩目的疗效。
有人或许会怀疑:这不就是改善患者体重下降症状的辅助治疗吗,疗效能好到哪里?让我们看图说话。
(C26荷瘤恶病质小鼠模型接受sActRIIB注射后,恶病质症状得到逆转。Zhouetal.Cell.)
这些恶病质的靶向药物,在不影响肿瘤大小的情况下,不但逆转了癌症恶病质的体重下降、肌肉萎缩等症状,更显著延长了总生存。
不针对疾病本身,仅仅针对疾病引起的恶病质并发症就显著改善了患者生存和生活质量,这些结果如此振奋人心。这些研究再次提醒我们,肌肉、脂肪和疾病代谢这些常常被忽视的因素在癌症发展过程中的重要意义,以及癌症整体治疗的临床价值。
现在,越来越多的证据将体育运动和癌症医学联系在一起,今年5月的《CellMetabolism》还报道单纯的跑步可以通过同源肾上腺素和IL-6依赖的NK细胞,抑制肿瘤的生长。“生命在于运动”,这句话或许真的有些道理。
参与体育运动,拥抱快乐健康
不要以为只要拥有了“冠 基因”就能拿冠 “三分天注定,七分靠打拼”造就奥运冠 的是数十年如一日的科学训练,卓越的心理素质,以及坚持不懈、超越自我、突破极限、永不放弃的体育精神。(41岁的丘索维金娜还站在奥运会的体操赛场上)
或许,我们永远也无法成为奥运冠 ;
或许,体育运动不足以治愈体内的癌症。
但是,这些都不妨碍我们参与体育,
不妨碍我们获得大汗淋漓的满足感,
不妨碍我们通过运动拥抱健康,
不妨碍我们享受体育带来的无尽欢乐。
体育运动可不是屏幕上的奥运会,
关掉电视,放下手机,去挥洒汗水吧!
参考文献:
1.YangNetal.ACTN3genotypeisassociatedwithhumaneliteathleticperformance.AmJHumGenet.Sep
2.PapadimitriouIDetal.ACTN3RXandACEI/Dgenevariantsinfluenceperformanceinelitesprinters:amulti-cohortstudy.BMCGenomics.Apr13;17:.
3.BroosSetal.EvidenceforACTN3asaSpeedGeneinIsolatedHumanMuscleFibers.PLoSOne.Mar1
4.SchuelkeMetal.Myostatinmutationassociatedwithgrossmusclehypertrophyinachild.NEnglJMed.Jun24.
5.Catipovi?B.Myostatinmutationassociatedwithgrossmusclehypertrophyinachild.NEnglJMed.Sep2
6.HatakeyamaSetal.ActRIIblockadeprotectsmicefromcancercachexiaandprolongssurvivalinthepresenceofanti-cancertreatments.SkeletMuscle.Jul26
7.JohnstonAJetal.TargetingofFn14PreventsCancer-InducedCachexiaandProlongsSurvival.Cell.Sep10
8.ZhouXetal.ReversalofcancercachexiaandmusclewastingbyActRIIBantagonismleadstoprolongedsurvival.Cell.Aug20
9.PedersenLetal.VoluntaryRunningSuppressesTumorGrowththroughEpinephrine-andIL-6-DependentNKCellMobilizationandRedistribution.CellMetab.Mar8
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