2015-03-20JBC：天然化合物番茄碱可治疗肌肉萎缩

从青色番茄中提取的天然化合物可刺激肌肉生长，提高肌肉力量和耐力，并防止肌肉萎缩。这听起来有点不太可能，但青色番茄确实可以使肌肉更大和更强壮。

爱荷华大学的一个科学家小组之前使用一种筛选方法，将苹果皮中的一种化合物确定为肌肉增强剂。最近他们利用同样的方法发现，番茄碱（tomatidine）——从青色番茄中提取的一种天然化合物，能更有效地增强肌肉并防止肌肉萎缩。

肌肉萎缩（Muscle atrophy）是由衰老、各种疾病和伤害（包括癌症、心脏衰竭和骨科损伤等）引起的。它会使人虚弱和疲劳，影响体力活动和生活质量，并会使人跌倒和骨折。这种疾病每年影响超过5000万的美国人，包括3000万年龄在60岁以上的老人，患者往往被迫进入疗养院或康复机构。延伸阅读：PNAS：肌肉萎缩症的最新发现

爱荷华大学内科学、分子生理学及生物物理学副教授Christopher Adams博士指出：“肌肉萎缩给患者及其家庭和一般的医疗保健系统带来了很多问题。然而，我们缺乏一种有效的方法来预防或治疗这种疾病。锻炼当然有一定的帮助，但是对于许多生病或受伤的人来说，锻炼还不够，或不可能进行锻炼。”

更多肌肉，更少脂肪
在2014年4月9日《Journal of Biological Chemistry》发表的一项新研究中，Adams想寻找一种可用于治疗肌肉萎缩的小分子化合物。他利用由麻省理工学院Broad研究所和哈佛大学开发的一种称为Connectivity Map的系统生物学工具，把注意力集中在番茄碱这种天然化合物。Adams发现，番茄碱的mRNA表达标签，与肌肉萎缩患者mRNA表达标签呈负相关性。

确定番茄碱之后，Adams和他的研究小组利用培养的人和小鼠骨骼肌管，检测了番茄碱对骨骼肌的影响。他们第一次发现，番茄碱可刺激mTORC1（哺乳动物雷帕霉素靶蛋白敏感型复合体）信号转导和合成代谢，引起蛋白质和线粒体积累，最终刺激培养的人平滑肌细胞生长。

Adams表示：“这个结果很重要，因为我们一直在寻找能够帮助人们的一些东西。”

接下来，他们往小鼠饮食中添加番茄碱。他们发现，补充番茄碱的健康小鼠长出更大的肌肉，也变得更强壮，能够运动更长的时间。而且最重要的是，他们发现番茄碱可预防和治疗肌肉萎缩。

有趣的是，虽然喂食番茄碱的小鼠具有更大的肌肉，但他们的体重并没有变化，因为它们的脂肪相应减少，这表明该化合物还具有治疗肥胖症的潜力。

设计更健康的食品
番茄碱有吸引力的一面是，它是来自于西红柿的一种天然化合物。当α-番茄红素——尤其在番茄植物和青番茄中被发现——在肠道内被消化时，会产生番茄碱。 

Adams指出：“适量吃绿色番茄是安全的。但是我们不知道一个人需要吃多少绿色番茄，才能获得我们给小鼠服用的相似剂量番茄碱。我们也不知道这种剂量的番茄碱对人体是否安全，或者它在人类中是否可达到小鼠中同样的效果。我们正在努力探讨这些问题，希望能找到相对简单的方式，人们可以用来保持肌肉质量和功能，或者如果有必要重新获得肌肉。” 

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Adams和他的研究小组以前使用这种相同的策略发现，熊果酸（ursolic acid）——从苹果皮提取的一种化合物，可以促进肌肉的生长。

Adams称：“番茄碱比熊果酸明显更有效，似乎具有不同的作用机制。我们现在非常感兴趣的是，基于食物的几种天然化合物如番茄碱和熊果酸，是否有一天可被合成有科学根据的补充剂，或者只是简单地纳入日常食物，使食用者更健康。”

为了加快这项研究并将其转化为人所用，Adams和他的同事们成立了一家生物科技公司称为Emmyon。最近，该公司从国立卫生研究院获得资金支持，来开发保持老化过程中肌肉质量和功能的策略。公司还将番茄碱和熊果酸用作肌肉萎缩和肥胖症新药的天然线索。