miR-144-5p 调控自噬影响老年肌少症的机制及潜在治疗价值研究

【字体: 时间:2025年02月15日 来源:Immunity & Ageing 5.2

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  为探究 miRNA 调控自噬在老年肌少症中的作用,研究人员筛选相关 miRNA 并实验,发现 miR-144-5p 影响肌少症发生,为临床治疗提供新方向。

  随着年龄的增长,许多老年人会发现自己的肌肉力量逐渐变弱,日常活动也变得越来越吃力,比如爬楼梯气喘吁吁、拎重物力不从心,这背后的 “元凶” 之一可能就是肌少症(Sarcopenia)。肌少症是一种与衰老相关的肌肉疾病,其特征为骨骼肌质量和功能逐渐下降。目前,全球有 5000 万人受肌少症困扰,预计到 2050 年,这一数字将飙升至 5 亿 。亚洲老年人肌少症的发病率在 4.1% - 11.5% 之间,虽然低于欧美地区,但它所带来的健康风险不容小觑,包括跌倒、身体功能下降、生活质量降低、身体残疾、抑郁,甚至会增加住院率和死亡率。
面对这一棘手的问题,科学家们一直在努力寻找有效的治疗方法。近年来,RNA 疗法在疾病治疗领域展现出巨大的潜力,其中微小 RNA(miRNA)的研究备受关注。miRNA 是一类短(20 - 22 个核苷酸)的内源性非编码 RNA,在众多生物过程中发挥着关键作用,包括肌肉的生长、发育和代谢平衡。已有研究表明,miRNA 与肌少症的发生和发展密切相关,因此,探索特定 miRNA 在肌少症中的作用机制,有望为临床治疗开辟新的道路。

基于此,重庆大学附属中心医院骨科的研究人员开展了一项关于 “miRNA - 144 - 5p 调控自噬在老年肌少症中的作用及机制” 的研究。该研究成果发表在《Immunity & Ageing》杂志上,为肌少症的治疗提供了新的方向和潜在的治疗靶点。

研究人员为了深入探究这一课题,采用了多种关键技术方法。首先,从 GEO 数据库获取骨骼肌样本的 miRNA 数据集,运用生物信息学分析筛选出差异表达的 miRNA。接着,进行细胞实验,培养 C2C12 小鼠成肌细胞,通过转染 miR - 144 - 5p 模拟物(mimic)、抑制剂(inhibitor)等进行分组处理。同时,构建老年小鼠模型,对小鼠进行药物注射干预。此外,还利用 qPCR 技术检测 RNA 表达水平,通过 WB 分析蛋白质表达情况,借助双荧光素酶报告实验验证 miR - 144 - 5p 与靶基因的结合关系 。

在研究结果部分,研究人员首先进行了差异表达 miRNA 及其下游靶基因的筛选。通过对数据集 GSE23527 的分析,获得了 83 个在老年和年轻人类骨骼肌中差异表达的 miRNA,并对其前 50 个靶基因进行 KEGG 和 GO 富集分析,发现相关通路和生物学过程涉及 PI3K - Akt 信号通路、细胞凋亡信号通路调节等。

随后,研究人员探究了 miR - 144 - 5p 对成肌细胞增殖、衰老、肌源性分化和自噬的影响。将小鼠成肌细胞 C2C12 分为 mimic - NC、hsa - miR - 144 - 5p mimic、inhibitor - NC 和 hsa - miR - 144 - 5p inhibitor 四组进行实验。结果显示,抑制 miR - 144 - 5p 可促进小鼠成肌细胞增殖,减少衰老细胞数量,增加肌球蛋白重链(MHC)表达,提升自噬标记物 LC3II/LC3I 和 Beclin - 1 的表达,促进自噬体形成;而过表达 miR - 144 - 5p 则产生相反的效果。

为了进一步验证 miR - 144 - 5p 在自噬、肌肉细胞衰老和肌源性分化中的调控作用,研究人员使用自噬抑制剂 3 - 甲基腺嘌呤(3 - MA)进行干预实验。结果表明,miR - 144 - 5p 通过调节自噬影响成肌细胞衰老和肌源性分化。

研究人员还对 miR - 144 - 5p 的靶基因结合位点进行了预测和验证。通过生物信息学预测和双荧光素酶报告实验,证实 Atg2A 是 miR - 144 - 5p 的靶基因。过表达 miR - 144 - 5p 会降低 Atg2A 表达,抑制 miR - 144 - 5p 则促进 Atg2A 表达。

最后,研究人员探究了 miR - 144 - 5p 靶基因对小鼠肌肉质量和功能的影响。在老年小鼠中抑制 miR - 144 - 5p,显著提高了后肢握力,增加了腓肠肌纤维横截面积(CSA);在年轻小鼠中抑制 miR - 144 - 5p,虽对握力影响不大,但同样增加了 CSA。同时,抑制 miR - 144 - 5p 可促进老年小鼠 Atg2A、LC3II/LC3I 和 Beclin - 1 表达,降低 p62 表达。

综合上述研究,研究人员得出结论:miR - 144 - 5p 通过调节 Atg2A 影响自噬,进而影响年龄相关的肌少症。抑制 miR - 144 - 5p 可促进成肌细胞增殖,减少细胞衰老,促进自噬,显著增加老年小鼠后肢握力和 CSA。这一研究丰富了肌少症的生理和病理机制,为肌少症的临床治疗提供了新的治疗靶点。然而,目前的研究结果仅基于小鼠模型,在应用于临床之前,还需要在人类成肌细胞中进行验证,并设计更多体内实验进一步证明 miR - 144 - 5p 在肌少症中的调控作用。

这项研究为肌少症的治疗带来了新的曙光,但在迈向临床应用的道路上仍有许多挑战需要克服。未来,研究人员需要进一步深入研究,以确保这一成果能够真正造福广大肌少症患者,帮助他们重拾肌肉力量,提高生活质量。
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