《细胞·代谢》:运动保肝护代谢的机制,终于搞清楚了!科学家发现,运动时肌肉会产生促进肝脏自噬和代谢获益的因子 |
![]() |
《细胞·代谢》:运动保肝护代谢的机制,终于搞清楚了!科学家发现,运动时肌肉会产生促进肝脏自噬和代谢获益的因子
来源:奇点糕 2023-04-06 14:47
何聪聪团队完成的这项研究表明,肝脏自噬对于运动诱导的代谢效益具有关键作用,并揭示其中的机制。另外,这项研究还表明,肝脏等非收缩肌肉组织的代谢情况,也可以受到肌肉的调节。除了改善身体肌肉形态,运动更多是作为一种有效的健康干预手段,与肥胖、、心疾病等慢性代谢疾病患病风险降低有关。
然而, 运动有益身心健康 这句话说得容易,但机制解释起来可就费劲了,运动对全身代谢健康的作用机制仍有很多未解之处。比如最近的一项研究表明,,但是研究人员也并没有直接证明运动对肝脏的具体益处[1]。
这次,美国西北大学的何聪聪团队发现,肝脏自噬的启动是运动带来全身代谢益处的关键一环。
他们的研究表明,运动会导致肌肉释放一种名为纤维连接蛋白1(FN1)的信号分子,FN1经血液循环到达肝脏,作用于肝细胞表面的 5 1整合素,进而引发肝脏自噬,从而获得胰岛素敏感性等代谢健康问题的改善[2]。文章于近日发表在Cell Metabolism期刊上。
论文首页截图
自噬异常近年来被认为与许多代谢紊乱有关。已有研究表明,通过能量应激、氧化应激、细胞内Ca2+水平增加等,运动可以诱导小鼠或人类骨骼肌发生自噬反应。而除了这些肌肉组织,还有很多研究表明,运动也会激活肝脏、胰腺、脂肪组织等非收缩肌肉组织中的自噬,但是这其中的机制仍有很多不明了之处[2]。
因此,何聪聪等人深入探索,运动是否会解锁肝脏自噬途径,及其在全身代谢健康中的作用。
首先,他们构建了一组自噬基因ATG7在肝细胞中特异性敲低表达的小鼠模型(ATG7 liver),抑制其肝细胞中的自噬功能。
在常规饮食下,这些小鼠的代谢指标与野生型小鼠相似。然而,在同时进行高脂饮食以及每日50分钟跑步锻炼的情况下,7周之后,虽然两组小鼠的体重相近,但不同于野生型小鼠,运动并没有挽救高脂饮食下ATG7 liver小鼠的葡萄糖耐量和胰岛素敏感性。
这些说明,运动改善全身代谢健康,依赖于肝细胞的自噬作用。
运动救不了ATG7 liver小鼠
体外实验结果显示,野生型小鼠处于运动状态时的血浆和血清都可以激活肝细胞自噬,而处于休息状态下时的血浆或血清则不能。也就是说,血液中存在运动开启肝脏自噬途径的开关。
对小鼠的血液进行蛋白质组学分析后,研究者们发现,一种可由众多类型细胞表达的细胞外基质蛋白 纤维连接蛋白(FN1),其水平在运动后的野生型小鼠血液中显著增加。
另外,体外实验结果显示,添加细胞能量传感器AMPK的激活剂到培养基里,可以诱导肌细胞分泌FN1,而无法诱导肝细胞分泌FN1。这提示,血液中FN1水平受AMPK的调控,而运动可能会激活肌肉中的AMPK。
在运动状态下(即AMPK激活时),多出的这些FN1来自肌细胞,而非肝细胞
为了进一步研究肌肉来源的FN1在运动中的作用,研究者们特异性耗竭小鼠肌肉中的FN1(FN1 muscle)。
结果发现,在跑轮运动后,FN1 muscle小鼠血液循环中的FN1水平没有再表现出提升。与野生型小鼠相比,这些小鼠没有获得由运动带来的全身胰岛素敏感性改善。
具体而言,小鼠肌肉特异性FN1耗竭,并没有影响其运动诱导的肌肉自噬、肌肉形态、运动能力,同时可以在其肌肉中观察到运动诱导的胰岛素信号转导的改善(Akt调节因子激活)。但是,在这群小鼠中,运动诱导的肝脏自噬途径未被激活,也没有在肝脏中观察到运动诱导的胰岛素信号转导的改善。
这些说明,在运动中,肌肉释放的FN1对于肝脏自噬的启动至关重要。
肌肉中的FN1耗竭,影响的是肝脏自噬
从机制上看,运动时,肌肉分泌FN1,导致血液循环中FN1水平上升。FN1与肝脏上的 5 1整合素结合、互作,激活肝细胞内的IKK-JNK1-BECN1信号通路,从而启动肝脏自噬,促进肝脏的自噬和减少肝脏脂肪的堆积。
如果抑制小鼠肝脏 5 1整合素的表达,则小鼠在进行高脂饮食和运动后,体重、葡萄糖耐量、胰岛素敏感性也无法得到改善,证明 5 1整合素-IKK-JNK1途径对于运动诱导代谢益处的重要性。
总体来说,何聪聪团队完成的这项研究表明,肝脏自噬对于运动诱导的代谢效益具有关键作用,并揭示其中的机制。另外,这项研究还表明,肝脏等非收缩肌肉组织的代谢情况,也可以受到肌肉的调节。
参考文献:
[1]Stine, J. G., DiJoseph, K., Pattison, Z., Harrington, A., Chinchilli, V. M., Schmitz, K. H., Loomba, R. (2022). Exercise Training Is Associated With Treatment Response in Liver Fat Content by Magnetic Resonance Imaging Independent of Clinically Significant Body Weight Loss in Patients With Nonalcoholic Fatty Liver Disease: A Systematic Review and Meta-Analysis. The American journal of gastroenterology, 10.14309/ajg.0000000000002098. Advance online publication. https://doi.org/10.14309/ajg.0000000000002098
[2]https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1550413123000116
版权声明 本网站所有注明“来源:100医药网”或“来源:bioon”的文字、图片和音视频资料,版权均属于100医药网网站所有。非经授权,任何媒体、网站或个人不得转载,否则将追究法律责任。取得书面授权转载时,须注明“来源:100医药网”。其它来源的文章系转载文章,本网所有转载文章系出于传递更多信息之目的,转载内容不代表本站立场。不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。 87%用户都在用100医药网APP 随时阅读、评论、分享交流 请扫描二维码下载->![](http://news.100yiyao.com/images/logo_news.gif)
![扫描100医药网微信二维码](http://www.100yiyao.net/news/images/qrcode.gif)
- 相关报道
-
- 喝咖啡,别加糖!北京大学最新,每天3杯无糖咖啡,或降低痴呆、帕金森,及相关死亡风险 (2024-09-07)
- 启德医药新一代HER2 ADC GQ1005获批III期临床 (2024-09-07)
- 研究揭示颅内动脉瘤发病的分子机制 (2024-09-07)
- 先声再明与塔吉瑞签订合作协议,引进第三代ALK抑制剂 (2024-09-07)
- Cell:施旺细胞分泌PGE2促进感觉神经元的兴奋性 (2024-09-07)
- Moderna公司最新Cell论文:猴痘mRNA疫苗更有效 (2024-09-06)
- 《自然》:破解新冠致血栓之谜!科学家发现,纤维蛋白竟是新冠病毒作恶的关键,血栓性炎症和神经病理变化均与其有关 (2024-09-06)
- JCR:张翾/何永捍团队开发特异靶向肝脏蛋白降解剂——LIVTAC (2024-09-06)
- 持续改善!玛伐凯泰治疗梗阻性肥厚型心肌病迄今最长疗效和安全性数据公布 (2024-09-06)
- Nature:王开拓等解析丙肝病毒HCV表面糖蛋白E1/E2高阶复合物结构 (2024-09-06)
- 视频新闻
-
- 图片新闻
-
医药网免责声明:
- 本公司对医药网上刊登之所有信息不声明或保证其内容之正确性或可靠性;您于此接受并承认信赖任何信息所生之风险应自行承担。本公司,有权但无此义务,改善或更正所刊登信息任何部分之错误或疏失。
- 凡本网注明"来源:XXX(非医药网)"的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。本网转载其他媒体之稿件,意在为公众提供免费服务。如稿件版权单位或个人不想在本网发布,可与本网联系,本网视情况可立即将其撤除。联系QQ:896150040