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    基礎醫學(xué)院孟卓賢團隊《Life Metabolism》發(fā)文:綜述肌肉分泌因子在肥胖和2型糖尿病中的作用和機制

    發(fā)布時(shí)間:2024-03-13來(lái)源:基礎醫學(xué)系作者:41

     分泌因子介導的細胞間對話(huà)在組織穩態(tài)和代謝平衡的精細調節中發(fā)揮關(guān)鍵作用,日益成為代謝研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。除了胰島素、胰高血糖素等經(jīng)典內分泌激素之外,近期研究發(fā)現脂肪、骨骼肌、肝臟等主要代謝器官能夠分泌多種因子(包括蛋白質(zhì)、脂類(lèi)、核酸、代謝物等),通過(guò)自分泌、旁分泌和內分泌等多種方式,對機體能量代謝產(chǎn)生重要調節作用。這些因子的合成分泌和功能異常與肥胖和2型糖尿病 (T2D) 等代謝性疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。作為人體最大的運動(dòng)和代謝器官,骨骼肌也具有分泌功能,通過(guò)合成和分泌肌肉分泌因子 (myokine),在機體代謝穩態(tài)調控中發(fā)揮重要作用。尤其是在過(guò)去二十年時(shí)間里,肌肉分泌因子相關(guān)基礎和臨床研究受到領(lǐng)域內的廣泛關(guān)注,取得了系列重要進(jìn)展。

      202432日,Life Metabolism期刊在線(xiàn)發(fā)表了浙江大學(xué)醫學(xué)院孟卓賢教授團隊和美國密歇根大學(xué)林建諜教授共同撰寫(xiě)的綜述文章“Myokines: Metabolic Regulation in Obesity and Type 2 Diabetes。文章就肌肉分泌因子在代謝穩態(tài)調控,尤其是在肥胖和T2D病理進(jìn)程中的作用和機制進(jìn)行了系統綜述。

     骨骼肌細胞具有高度異質(zhì)性和可塑性:根據收縮特性,可分為快肌和慢肌,根據外觀(guān)和代謝特征,可分為紅肌和白肌。骨骼肌作為人體最大的代謝器官之一,負責高達80%餐后葡萄糖的攝取。因此,骨骼肌葡萄糖感應和利用障礙是T2D的重要病理生理機制之一。此外,我們和其他課題組的研究提示:生理(如饑餓、運動(dòng))和病理(如肥胖、衰老)條件下,骨骼肌能夠整合(Integrate)體內營(yíng)養、炎癥等代謝信號,動(dòng)態(tài)調控肌肉因子的合成和分泌,一方面通過(guò)自分泌和旁分泌通路調控骨骼肌再生功能和組織重塑,另一方面通過(guò)內分泌機制調控靶組織(如脂肪、胰腺、肝臟等)的代謝功能,從而在全身能量穩態(tài)的精細調節中發(fā)揮重要作用。

      2003年,肌肉分泌因子第一次被正式命名為“myokine”。此后的二十年余時(shí)間見(jiàn)證了骨骼肌內分泌功能和肌肉分泌因子研究領(lǐng)域的快速發(fā)展。通過(guò)梳理文獻,作者發(fā)現下列肌肉分泌因子的研究受到廣泛關(guān)注,進(jìn)展迅速:白細胞介素6IL-6)、鳶尾素(Irisin)、肌肉生長(cháng)抑制素(MSTN)、生長(cháng)分化因子11 GDF11)、成纖維細胞生長(cháng)因子21 FGF21)、愛(ài)帕琳肽(Apelin)、β-氨基異丁酸(BAIBA)、腦源性神經(jīng)營(yíng)養因子 (BDNF)、鎳紋樣蛋白(Metrnl)、富含半胱氨酸的酸性分泌蛋白(SPARC)。因此,文中對這些因子的發(fā)現過(guò)程、調控機制和生物學(xué)功能進(jìn)行了詳細介紹(圖1)。此外,文章還重點(diǎn)介紹了孟卓賢和林建諜教授團隊在肌肉素(Musclin)和Dickkopf相關(guān)蛋白3Dkk3)的功能和機制研究方面取得的最新研究進(jìn)展。該綜述試圖以這些分泌因子的研究為范例,總結過(guò)去,繼往開(kāi)來(lái),助力Myokine領(lǐng)域更好地開(kāi)展基礎和臨床研究。


    肌肉分泌因子與代謝調控


     運動(dòng)對健康的益處已經(jīng)廣為人知,適度的運動(dòng)也是對抗肥胖和T2D的有力方法。骨骼肌作為非肥胖人體最大的器官,在全身營(yíng)養和能量代謝中起著(zhù)舉足輕重的作用。此外,骨骼肌也是重要運動(dòng)器官,這意味著(zhù)它是介導體力活動(dòng)對身體健康影響的主要部位。肌肉分泌因子的發(fā)現促進(jìn)了人們對運動(dòng)獲益的分子基礎的認識。本文討論了運動(dòng)在肌源性因子表達和分泌中的作用及其對代謝生理學(xué)和疾病的貢獻,梳理總結了運動(dòng)影響代謝的分子機制(圖2)。進(jìn)一步全面解析肌肉分泌因子在內分泌系統和代謝穩態(tài)調控中的作用,揭示其在肥胖和T2D進(jìn)程中的病理生理意義,發(fā)現生活方式干預對上述過(guò)程的可逆調控和機制,將為肥胖和T2D的診斷和治療提供新的靶點(diǎn)和策略。

    2  運動(dòng)通過(guò)調控肌肉分泌因子的表達影響靶組織穩態(tài)和全身代謝平衡


     最后,作者從該領(lǐng)域未來(lái)發(fā)展的角度提出展望:盡管肌肉分泌因子的研究取得了重大進(jìn)展,但許多因子的準確量化仍然具有挑戰性。因此,有必要開(kāi)發(fā)新的檢測技術(shù)和方法,發(fā)掘更多潛在的肌肉分泌因子。微量(空間)蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝物組學(xué)、單細胞轉錄測序等高通量檢測技術(shù),以及抗體生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展和運用,將大大推進(jìn)肌肉分泌因子的發(fā)現、功能解析和機制研究,為肥胖和T2D的病理生理機制提供新的見(jiàn)解和干預靶點(diǎn)。

     浙江大學(xué)基礎醫學(xué)院孟卓賢研究員為論文的最后通訊作者, 美國密歇根大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院林建諜教授為本文的共同通訊作者,浙江大學(xué)基礎醫學(xué)院為本文第一單位。浙江大學(xué)-愛(ài)丁堡大學(xué)聯(lián)合學(xué)院生物醫學(xué)專(zhuān)業(yè)本科生陳芷恬為第一作者,浙江大學(xué)臨床醫學(xué)巴德年班本科生翁徵玄為第二作者。



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