肌因子CTRP9通过LAMP-2A/分子伴侣介导的自噬通路降解NLRP3炎症小体缓解衰老性肌肉减少症

本研究针对衰老性肌肉减少症(sarcopenia)中分子伴侣介导的自噬(CMA)功能紊乱问题，揭示了CTRP9作为新型肌因子通过LAMP-2A介导的CMA途径促进NLRP3炎症小体降解的双重保护机制。研究人员发现gCTRP9处理可恢复LAMP2A表达、增强CMA活性、促进NLRP3选择性降解，从而缓解炎症应激和细胞衰老，为肌肉减少症治疗提供了新靶点。

　　

随着全球人口老龄化加剧，衰老性肌肉减少症已成为影响老年人生活质量的重要健康问题。这种进行性骨骼肌质量下降和功能减退的疾病，与慢性炎症、蛋白质稳态破坏和细胞衰老密切相关。虽然巨自噬(macroautophagy)在肌肉衰老中的作用已被广泛研究，但分子伴侣介导的自噬(chaperone-mediated autophagy, CMA)这一特异性降解途径的作用仍不明确。

近日发表在《Cell Death & Disease》的研究首次揭示：C1q/TNF相关蛋白9(CTRP9)作为一种新型肌因子，通过LAMP-2A/CMA通路降解NLRP3炎症小体，在肌肉减少症中发挥双重保护作用。该研究由山东大学齐鲁医院老年医学科团队完成，为理解肌肉衰老机制提供了新视角。

研究人员采用多层次技术方法开展研究：通过86例人体队列分析发现血清CTRP9与年龄呈负相关；利用23月龄老年小鼠模型和CTRP9基因敲除(CTRP9 KO)小鼠进行体内功能验证；建立C2C12成肌细胞复制性衰老模型(P>35代)模拟细胞衰老；使用siRNA基因沉默技术敲低CTRP9和LAMP2A表达；通过蛋白质印迹、免疫荧光和共聚焦显微镜分析关键蛋白表达和定位；采用蛋白-蛋白对接和共免疫沉淀验证CTRP9与LAMP2A的直接相互作用。

血清和肌肉CTRP9水平在老年人中降低，CTRP9 KO加重衰老小鼠的肌肉减少症

研究发现，86名健康参与者血清CTRP9水平与年龄呈显著负相关。在23月龄老年小鼠中，CTRP9基因敲除加剧了肌肉减少症表型：体重减轻、毛发暗淡、衰老标志物(GLB1、p53、p21、p16、p19)表达升高。CTRP9 KO老年小鼠表现出更严重的握力下降、跑步耐力减退、悬挂时间缩短和强直力降低，DEXA分析和肌肉/胫骨长度比证实了肌肉质量损失加剧。

CTRP9缺陷增强肌肉萎缩和炎症

组织学分析显示老年WT小鼠纤维尺寸减小，CTRP9 KO小鼠中进一步恶化。快慢肌纤维横截面积(CSA)显著减小，萎缩标志物Fbxo32表达增加。Western blot显示NLRP3炎症小体活化增强：NLRP3、IL-18和IL-1β蛋白水平在老年WT小鼠中显著升高，在CTRP9 KO小鼠中进一步升高。成熟IL-1β水平显著升高，表明Caspase-1活化增强和pro-IL-1β加工增加。

复制性衰老模型在C2C12细胞中成功建立，伴随CTRP9表达降低

研究人员建立高代次C2C12成肌细胞(P>35)复制性衰老模型，这些细胞表现出典型衰老特征：G0/G1细胞周期停滞、SA-β-半乳糖苷酶活性增加、p16、p21和p53表达升高，以及肌源性分化受损。CTRP9蛋白水平在衰老细胞中显著降低，表明CTRP9下调与细胞衰老存在潜在联系。

CTRP9敲低促进分化肌管的衰老和萎缩

在分化第4天转染CTRP9特异性siRNA，SA-β-gal染色显示CTRP9沉默后阳性染色面积显著增加。Western blot显示p53和p21上调，表明p53依赖性衰老通路激活，同时p16和p19水平升高。MHC免疫荧光显示siCTRP9组肌管长度和直径显著减少，表明肌管萎缩加剧。

CTRP9缺陷加速复制衰老C2C12成肌细胞的衰老并损害其肌生成潜能

CTRP9 mRNA水平在分化第2天显著增加，bFGF处理抑制了这种上调。CTRP9沉默导致衰老增加(SA-β-gal染色)，p53、p21、p16和p19表达升高。MHC免疫荧光显示第5天siCTRP9组肌管形成和融合指数降低，表明分化受损。

gCTRP9以溶酶体依赖性方式促进NLRP3降解

CTRP9沉默增加NLRP3、IL-1β、IL-18、caspase-1和萎缩标志物Fbxo32蛋白水平，但不改变NLRP3或IL-1β mRNA水平，表明转录后调控。在放线菌酮(CHX)存在下，gCTRP9显著降低NLRP3蛋白水平。抑制剂实验显示氯喹(CQ)显著阻断gCTRP9诱导的NLRP3降解，而MG132和3-MA无显著效果，表明CTRP9以溶酶体依赖性方式促进NLRP3降解。

CTRP9基因敲除通过下调LAMP2A表达降低CMA活性

gCTRP9增强LC3B降解，但只有CQ能阻断NLRP3降解，表明CTRP9作用不依赖巨自噬和蛋白酶体途径。CTRP9沉默的C2C12肌管中LAMP2A蛋白水平显著降低，而LAMP-1和HSC70保持不变。LAMP2A mRNA表达无变化，表明翻译后调控。CTRP9 KO小鼠骨骼肌中LAMP2A特异性下调而不影响LAMP-1。免疫荧光显示CTRP9沉默导致LAMP2A阳性囊泡减少和NLRP3阳性囊泡增加。

gCTRP9通过诱导LAMP2A介导的NLRP3降解减轻C2C12肌管的衰老和萎缩

LAMP2A敲低显著增加衰老标志物(p53、p21、p16 p19)和萎缩标志物Fbxo32表达。gCTRP9处理显著降低这些标志物，但这种保护作用在LAMP2A敲低后显著减弱。gCTRP9减少IL-1β分泌，LAMP2A沉默减弱这种效应。免疫荧光显示gCTRP9挽救肌管长度和直径，而LAMP2A缺陷减弱这种治疗作用。

gCTRP9通过促进LAMP2A介导的NLRP3降解减轻成肌细胞衰老并增强C2C12肌生成

LAMP2A敲低增加衰老标志物(p53、p21、p16、p19)和炎症相关蛋白(NLRP3、IL-1β)表达。gCTRP9处理降低p53、NLRP3和IL-1β水平同时上调MYOD1，这些效应被LAMP2A沉默消除。SA-β-gal染色显示LAMP2A敲低后衰老细胞负担增加。功能上，LAMP2A缺陷损害成肌细胞分化和融合，共聚焦成像显示gCTRP9增强LAMP2A和NLRP3共定位。

CTRP9直接与LAMP2A相互作用调节CMA活性

刚性蛋白-蛋白对接显示CTRP9和LAMP2A在特定氨基酸残基(包括LYS225-ASP188和HIS254-HIS168)形成稳定氢键相互作用。Co-IP实验证实C2C12肌管中两种蛋白直接相互作用。

CTRP9-LAMP2A-NLRP3轴在衰老的人原代成肌细胞中失调且gCTRP9处理改善细胞衰老

从年轻和老年供者腓肠肌分离原代成肌细胞，SA-β-gal染色显示老年成肌细胞衰老细胞面积显著增加。Western blot显示CTRP9和LAMP2A水平降低，伴随NLRP3表达升高。LAMP2A沉默导致NLRP3表达增加和SA-β-gal染色增强。gCTRP9处理显著减少老年成肌细胞衰老细胞负担，恢复LAMP2A表达和降低NLRP3水平。

研究结论表明，CTRP9-LAMP2A-NLRP3轴在肌肉减少症中发挥核心调控作用。CTRP9通过直接与LAMP2A相互作用增强CMA活性，促进NLRP炎症小体降解，从而减轻炎症应激和细胞衰老。gCTRP9处理不仅能抑制萎缩相关基因(如Fbxo32)，还能恢复肌源性分化标志物(如MYOD1)，改善融合潜能和肌管完整性。该研究首次将CMA功能紊乱与衰老性肌肉减少症联系起来，为通过协调调节分化通路和肌肉萎缩治疗肌肉减少症提供了有前景的治疗策略。

这些发现不仅深化了对肌肉衰老分子机制的理解，更重要的是提出了靶向CTRP9-LAMP2A-NLRP3轴的治疗新策略，为开发干预肌肉减少症的创新疗法提供了重要理论基础和实验依据。