筋肉は、私たちが認めたがるよりも早く、ゆっくりとした衰退を始めることが分かっている。時間が経つにつれて、筋肉組織は瘢痕組織を形成し、脂肪を蓄積し、素早く力強い動きを担う特殊な線維を失っていく——それにより日常の活動が難しくなり、可動性と身体的自立性が徐々に低下する。つまり、あなたの体の保証期間は、あなた自身よりずっと早く切れるのだ。

さて、日本の科学者たちが、体の自然な筋肉修復システムを保護し、潜在的にその効果を高める可能性のある有望な分子を特定した。実験室での実験で、この化合物は筋肉再生に関与する重要な生物学的シグナルを強化し、主要な細胞受容体との結合能力を2倍以上に増加させた。この発見は九州大学農学部の立石龍一教授が率いるチームによるもので、研究結果はScientific Reportsに掲載された。

骨格筋——骨に付着し、歩行、物の持ち上げ、姿勢の維持、その他の随意運動を可能にする筋肉——は生涯を通じて摩耗と損傷を経験するが、自己修復する驚くべき能力を持っている。その修復の多くは、衛星細胞として知られる特殊な幹細胞に依存しており、これらの細胞は通常、筋肉線維のそばで不活性状態を保ち、修復や再生が必要であるというシグナルを受け取るまで待機している。活性化されると、それらは増殖し、損傷した組織の回復を助ける筋肉細胞に発達する。

このプロセスの重要な部分には、肝細胞増殖因子（HGF）が関与している。その名前にもかかわらず、HGFは肝臓以外でも重要な役割を果たしており、筋肉再生を担う幹細胞の活性化を助けることを含んでいる。通常の条件下では、HGFは筋肉線維を取り囲む支持材料の中に蓄えられている。筋肉が損傷や機械的刺激——例えば身体運動やストレッチング——を受けると、このタンパク質が放出され、衛星細胞の表面にあるc-metと呼ばれる受容体に結合する。この相互作用は休眠状態の衛星細胞を目覚めさせ、増殖、成熟、筋肉線維の修復への参加を可能にする。

しかし、この注意深く調整されたシステムは加齢とともに信頼性が低下する。研究者たちの以前の研究により、HGFはニトロ化として知られる化学修飾を受ける可能性があることが明らかになった。これはタンパク質の特定の位置にニトロ基を付加し、その構造を変化させ、正常な活動を妨げる可能性がある。HGFについて、研究者たちはY198とY250という2つの特に重要な位置を特定した。どちらもc-met受容体への結合に関与する領域内に存在する。これらの部位がニトロ化されると、HGFは受容体との結合能力が低下する——まるで損傷を受けて本来の鍵穴を操作できなくなった鍵のように。

この混乱は老化した筋肉に重要な影響を与える可能性がある。体がHGFを生産し続けても、化学変化によりタンパク質が組織修復に必要な幹細胞を適切に活性化できなくなるかもしれない。研究者たちは、このメカニズムが加齢に伴う筋肉消耗と再生能力の低下に寄与している可能性があると考えている。「HGFは加齢とともに必ずしも失われるわけではない」と立石は説明する。「むしろ、作られた後に化学的に変化する可能性がある。そこから、強力な抗酸化能を持つ化合物が、ニトロ化を防ぐか、それが引き起こす機能喪失を補償することによって、HGFを保護できるのではないかと考えた。」

その可能性を調査するために、チームは強力な抗酸化特性を持つ2つの化合物、グルタチオントリスルフィド（GSSSG）とリポ酸トリスルフィド（LASSS）を研究した。抗酸化物質は、反応性分子によって引き起こされる特定の種類の化学的損傷を制限するのに役立つ。これらの分子は、体の正常な保護システムが効果を失うと、タンパク質や他の必須細胞成分を妨害する可能性がある。この2つの化合物はトリスルフィドと呼ばれる化学ファミリーに属し、互いに結合した3つの硫黄原子の鎖によって定義される。この配置により、それらは異常な化学的特性を与えられ、以下を含む能力を持つ