摘要：随着年龄增长，大脑功能变化会导致运动功能减退和骨骼肌流失，目前相关预防策略研究有限。研究人员针对黑质纹状体多巴胺（DA）系统开展研究，发现上调 SIRT3 可改善相关问题。该研究为对抗衰老相关运动衰退提供新思路。

2025年05月13日 12:41广东

随着年龄增长，大脑功能变化会导致运动功能减退和骨骼肌流失，目前相关预防策略研究有限。研究人员针对黑质纹状体多巴胺（DA）系统开展研究，发现上调 SIRT3 可改善相关问题。该研究为对抗衰老相关运动衰退提供新思路。

在岁月的长河中，衰老如同一个神秘又强大的 “魔法师”，悄悄改变着人体的各个器官和系统。就拿大脑来说，随着年龄的增长，大脑功能逐渐发生变化，这不仅影响了人们的思维和认知，还带来了一系列身体上的问题，其中运动功能衰退和骨骼肌流失尤为明显。对于老年人而言，保持良好的运动能力是提高生活质量的关键，但目前针对如何预防运动功能下降以及保护骨骼肌的研究少之又少。此外，怎样维持关键神经系统的功能来减缓年龄相关的运动衰退，也一直是医学领域尚未充分探索的 “神秘地带”。

在大脑的复杂结构中，黑质纹状体多巴胺（DA）系统扮演着极为重要的角色，它是基底神经节的关键组成部分，主要负责调节运动功能。然而，这个 “运动调节大师” 却特别容易受到衰老的影响。随着年龄的增加，黑质纹状体 DA 系统的功能逐渐失调，这在运动能力下降的过程中起到了重要作用。虽然它与帕金森病等神经退行性疾病之间的直接联系还需要进一步深入研究，但种种迹象表明，年龄相关的运动功能变化和骨骼肌流失，都与黑质纹状体 DA 系统的功能紊乱密切相关。目前，还没有确凿证据表明长期维持黑质致密部（SNpc）中 DA 神经元的活性能够预防与年龄相关的骨骼肌流失。正是在这样的背景下，来自韩国庆北国立大学（Kyungpook National University）等机构的研究人员，踏上了探索之旅，旨在寻找能维持黑质 DA 神经元的关键因素，进而保护衰老过程中的运动功能。

他们的研究成果发表在《Signal Transduction and Targeted Therapy》杂志上，为我们揭示了许多重要信息。

在研究过程中，研究人员主要运用了以下几种关键技术方法：首先是免疫荧光染色技术，通过这种技术可以直观地观察到不同蛋白在组织中的表达情况；其次是基因表达谱分析，利用该技术研究基因的表达变化，探索相关信号通路；另外，还使用了蛋白质免疫印迹法（Western blot analysis），以此来检测蛋白质的表达水平变化；高效液相色谱法（HPLC）则用于分析纹状体中 DA 及其代谢产物的含量。研究中使用的样本主要来自不同年龄阶段的小鼠。

下面来看看具体的研究结果：

SIRT3 与 DA 相关蛋白随年龄的变化：研究人员对比了 3 个月大的年轻小鼠和 20 个月大的老年小鼠，发现老年小鼠 SNpc 中 DA 相关蛋白，如酪氨酸羟化酶（TH）和磷酸化酪氨酸羟化酶（p - TH）明显减少，这意味着随着年龄增长，DA 生成的催化活性在下降。同时，具有抗衰老作用的线粒体调节因子沉默信息调节因子 3（Sirtuin 3，SIRT3）在 20 个月大小鼠的 DA 神经元中的水平显著降低，而且这种下降在 SN 区域比海马体和皮层等其他脑区更为明显。基于 SIRT3 缺失与线粒体功能受损、氧化应激以及黑质 DA 神经元的神经退行性变有关，研究人员推测恢复 SIRT3 的表达或许能缓解黑质纹状体 DA 系统的年龄相关衰退，并保护老年小鼠的运动功能。

上调 SIRT3 的实验效果：为了验证这一推测，研究人员将编码 Sirt3 的腺相关病毒血清型 1（AAV1）注射到小鼠的 SNpc 中。结果发现，注射 4 周后，作为目标表达标记的绿色荧光蛋白（GFP）信号在 TH 阳性 DA 神经元中高度富集，而在神经胶质细胞中的表达极少。基因表达谱分析显示，上调 SIRT3 后，与线粒体功能相关的基因，如线粒体呼吸链、ATP 合成以及 DA 信号通路相关基因都被上调。Western blot 分析也证实，无论是年轻小鼠还是老年小鼠，转导 AAV - SIRT3 后，SIRT3 的表达都显著增加。此外，SIRT3 的上调与衰老标记物p16INK4a的表达呈负相关，上调 SIRT3 后，老年小鼠体内的p16INK4a表达降低。同时，与线粒体相关的基因和蛋白质，如动力相关蛋白 1（DRP1，参与线粒体分裂）、线粒体融合蛋白 2（MFN2，参与线粒体融合）、ATP 合酶 F1 亚基 α（ATP5A，线粒体 ATP 合酶的一个亚基）、细胞色素 C 氧化酶亚基 IV（COXIV，线粒体电子传递链的组成部分）以及线粒体编码的细胞色素 C 氧化酶 II（MTC02，线粒体非糖基化蛋白），在 SIRT3 上调的老年小鼠 SN 中都得到了显著的保护，与未处理的老年小鼠相比有明显差异。

SIRT3 上调对 DA 神经元及运动功能的影响：通过免疫组化染色进一步评估发现，上调 SIRT3 能够保护老年小鼠的 DA 活性，TH 阳性神经元持续表达，这一结果也得到了 Western blot 分析的支持。同时，HPLC 分析显示，与年龄匹配的对照组相比，上调 SIRT3 的老年小鼠纹状体中的 DA 及其代谢产物高香草酸（HVA）得到了显著的保护。在运动功能方面，上调 SNpc 中的 SIRT3 显著减轻了老年小鼠与年龄相关的运动功能衰退。双能 X 线吸收法（DXA）分析表明，20 个月大的小鼠全身包括四肢的瘦体重（LBM）相较于 3 个月大的小鼠有所减少，而体重和脂肪体重（FBM）则随着年龄增加而增加。但值得注意的是，上调 SIRT3 的老年小鼠肌肉质量得到了显著的保护，FBM 也有所降低。Western blot 分析还发现，上调 SIRT3 后，老年小鼠骨骼肌中升高的p16INK4a蛋白水平显著降低，并且老年小鼠肌肉组织中的突触小泡调节蛋白（synaptophysin）表达也得到了显著保护，这表明神经肌肉接头得到了更好的保护。

综合以上研究结果，研究人员得出结论：通过 AAV 介导将 Sirt3 传递到黑质 DA 神经元来上调 SIRT3，能够维持线粒体功能，进而保护神经活动，最终预防衰老过程中的运动功能衰退。这一研究突出了维持黑质纹状体 DA 系统完整性在预防随意肌流失方面的关键作用。虽然目前还需要进一步研究来阐明维持肌肉质量和神经回路的潜在机制，但一个合理的假设是，通过维持黑质纹状体 DA 系统来保持运动功能，能够促进肌肉质量的持续维持，形成一个积极的反馈循环，有助于在衰老过程中维持运动表现。这项研究为我们深入理解年龄相关的运动功能恶化提供了宝贵的见解，并为减轻其影响提供了新的治疗思路，有望为未来改善老年人的生活质量带来新的希望。

参考文献

Enhancing the anti-aging potential of the nigrostriatal dopamine system to counteract age-related motor decline

来源：营养和医学