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EMBO rep:束刚/江青艳团队揭示骨骼肌纤维类型转化新机制

2019-7-21 作者:佚名   来源:细胞 我要评论0
Tags: 骨骼肌  纤维类型  转化新机制    

华南农业大学动物科学学院广东省动物营养调控重点实验室束刚和江青艳教授课题组在EMBO reports期刊在线发表了题为Succinate induces skeletal muscle fiber remodeling via SUNCR1 Signaling Pathway的封面文章,揭示了琥珀酸诱导骨骼肌纤维类型转化的分子机制。

琥珀酸是三羧酸循环中的重要代谢中间产物。近年来一系列研究表明,琥珀酸可以作为生物活性信号分子调节心肌细胞肥大,破骨细胞活性和褐色脂肪产热等。动物机体内琥珀酸的生成途径较多。肠道微生物代谢纤维素、组织缺氧和肌肉的收缩运动均可以释放琥珀酸。肠道微生物来源的琥珀酸在宿主肠道屏障功能和血糖稳态调节中发挥着重要作用。此外,运动时骨骼肌的收缩也可以释放大量的琥珀酸。

人和动物的骨骼肌由多种类型的纤维组成。根据肌球蛋白结构,可将肌纤维分为MyHC I、IIa、IIx和IIb型纤维。不同类型纤维的收缩特点、代谢类型和抗疲劳性差异明显。快肌中MyHC IIb型比例高,以糖酵解供能为主,收缩爆发力强但不持久;而慢肌中MyHC I型比例高,以有氧氧化供能为主,具有很好的耐力和抗疲劳性。众所周知,人和动物进行有氧耐力运动时,可以有效诱导骨骼肌类型重塑,即骨骼肌纤维从快肌(MyHC IIb型纤维比例多)向慢肌(MyHC I型纤维比例多)逐步转化。肌纤维类型的这种适应性重塑过程对于机体能量稳态、缓解疲劳和改善畜禽肉品质至关重要。有研究发现马拉松运动员的肌肉中慢肌纤维比例高,具有更为持久的运动耐力,而且运动后血液中琥珀酸水平也相应地骤升。但琥珀酸在骨骼肌类型重塑过程中发挥何作用尚不明确。

作者研究表明,日粮中补充琥珀酸能达到类似运动的效果,引起骨骼肌纤维从快肌(白肌)向慢肌(红肌)转化,提高了小鼠的运动耐力。进一步研究发现,琥珀酸的作用机制主要通过SUNCR1及CaN/NFAT信号通路介导。研究结果不仅有助于全面认识肌肉生物活性代谢中间产物(Myobolites)的生理功能,而且也有望研制提高特定人群(如运动员和久坐者)运动能力和健康状况,改善畜禽肉品质的新型生理调节剂。

华南农业大学动物科学学院汪滔和徐亚琼硕士,以及博士生袁业现为该研究的共同第一作者,束刚教授为该论文的通讯作者。此外,该研究还得到了美国伊利诺伊州立大学徐平稳教授的大力支持。

近年来,束刚和江青艳教授团队一直围绕肌肉生物活性代谢中间产物生理功能,重点关注Myobolites对动物食欲、肌肉生长和脂肪沉积调控机制,取得了部分重要成果,并在Cell Reports,FASEB Journal和Metabolism等期刊上发表了一系列研究论文。

原始出处:
Wang T1, Xu YQ1, Yuan YX1, et al.Succinate induces skeletal muscle fiber remodeling via SUNCR1 signaling pathway.EMBO Rep. 2019 Jul 18:e47892. doi: 10.15252/embr.201947892.



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