2020年10月29日

谷氨酰胺防止肌肉受伤和衰老

CTX损伤后6天,TA肌肉中胚胎肌球蛋白重链(eMyHC)表达的代表性图像。图片提供:VIB(法兰德斯生物技术研究所)

由Massimiliano Mazzone教授(VIB-KU鲁汶癌症生物学中心)领导的团队与Emanuele Berardi博士和Min Shang博士合作,揭示了炎症细胞与肌肉干细胞之间的新的代谢对话。研究人员表明,用酶GLUD1的抑制剂加强这种代谢串扰可促进谷氨酰胺的释放,并在创伤,局部缺血和衰老等肌肉变性实验模型中改善肌肉再生和身体机能。除了具有翻译潜力外,这项工作还在包括肌肉生物学,免疫代谢和干细胞生物学在内的多个研究领域中提供了重要的进展。

谷氨酰胺的作用

骨骼肌有助于我们的身体移动,但它也是大量以蛋白质形式存储的氨基酸储备,它会影响整个人体的能量和蛋白质代谢。氨基酸谷氨酰胺的作用因其丰富而被认为对肌肉代谢至关重要。然而,其在创伤后或在慢性肌肉退行性疾病期间的确切作用在很大程度上被忽略了。

Massimiliano Mazzone教授(VIB-KU鲁汶癌症生物学中心)的研究小组观察到,在受损或衰老过程中,肌肉中谷氨酰胺的正常水平由于死去的肌肉组织而降低。研究人员确定了炎症之间的代谢对话 受伤后到达,以及驻留的肌肉干细胞。这种细胞串扰可重新建立肌肉中谷氨酰胺的原始水平,并在此过程中促使肌肉纤维再生。

再生肌肉

研究人员使用体外和体内最新技术方法显示,肌肉损伤,局部缺血和与衰老相关的肌肉消瘦是谷氨酰胺减少的特征。造成这种情况的原因之一是由于肌肉本身的损伤而导致谷氨酰胺产生的损失。

贝拉迪博士解释说:“使用遗传工具和抑制谷氨酰胺代谢的酶GLUD1的药理药物,我们可以防止损伤后谷氨酰胺的下降。这导致谷氨酰胺过量生产 称为巨噬细胞,在受损后到达肌肉。新生产的谷氨酰胺可用于 快速再生受损的肌肉组织。我们在急性和慢性退行性疾病(例如衰老)中发现了同样的东西,从而使肌肉功能恢复更快。”

防止变性

这项研究揭示了 作为一种传感器分子,其在肌肉组织中的水平控制着再生程序,并提示GLUD1是治疗靶标,可以为 急性损伤或慢性退行性疾病(例如衰老)后。

Mazzone教授强调了其发现的潜力:“这为治疗退化性肌肉疾病(包括创伤,局部缺血和衰老)提供了希望。随着全球人口平均年龄的不断增加,伴随健康的发展,后者尤其对医疗保健构成了重大挑战通过与衰老相关的肌肉减少症的研究,在VIB Discovery Sciences和药物设计与发现中心的共同努力下,我们目前正在开发和测试更具选择性的GLUD1抑制剂,用于治疗慢性 包括肌肉营养不良在内的浪费条件。”

更多信息: 闵尚等。巨噬细胞来源的谷氨酰胺促进卫星细胞和肌肉再生, 性质 (2020)。 DOI:10.1038 / s41586-020-2857-9

期刊信息: 性质

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