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为探究白细胞介素 - 16(IL-16)在肌肉减少症(sarcopenia)中的作用,南阳第二人民医院研究人员通过临床观察和动物实验,发现高 IL-16 水平个体肌肉减少症风险高,IL-16 会损害小鼠肌肉功能、导致萎缩,该研究为防治肌肉减少症提供新方向。
随着年龄增长,许多老年人会发现自己的肌肉力量大不如前,不仅日常活动变得困难,还更容易摔倒受伤,这背后其实是肌肉减少症在作祟。肌肉减少症是一种与衰老相关的疾病,表现为骨骼肌质量和功能的进行性丧失,严重影响老年人的生活质量和健康。目前,虽然人们知道其病因是多因素的,但对一些关键因素的作用机制仍了解有限。比如,炎症衰老过程中产生的多种炎症分子与肌肉减少症的关系,其中白细胞介素 - 16(IL-16)在肌肉减少症中的具体作用尚不明确。此前相关研究大多样本量有限,缺乏有力证据。为了深入探究这一问题,南阳第二人民医院的研究人员开展了一项综合研究,该研究成果发表在《BMC Musculoskeletal Disorders》杂志上。
研究人员主要运用了以下关键技术方法:临床研究方面,选取 2021 年 1 月至 2022 年 1 月南阳第二人民医院急诊科收治的老年骨科创伤患者作为样本队列,依据亚洲肌肉减少症工作组(AWGS)标准诊断肌肉减少症,采用倾向得分匹配(PSM)减少混杂因素影响;动物实验方面,选用 C57BL/6 N 小鼠构建肌肉减少症模型,运用酶联免疫吸附测定(ELISA)检测血清 IL-16 等细胞因子水平,通过定量实时聚合酶链反应(qRT-PCR)分析相关基因表达,利用免疫荧光染色观察肌肉组织形态学变化。
研究结果
- 参与者一般特征和 PSM:临床研究共纳入 421 名个体,77 人被诊断为肌肉减少症。肌肉减少症患者年龄显著高于正常个体。经 PSM 后,匹配组间基线特征无显著差异,保证了研究的可比性。
- IL-16 与肌肉减少症的关系:在原始人群和匹配人群中,血清 IL-16 水平与握力(HGS)、四肢骨骼肌质量(ASM)均存在显著相关性。IL-16 水平高的个体,HGS 和 ASM 较低,患肌肉减少症的风险更高。通过受试者工作特征(ROC)曲线确定 IL-16 的临界值为 10.90 pg/mL,高于此值的个体肌肉减少症相关特征更明显。多因素逻辑回归模型也证实高 IL-16 水平个体患肌肉减少症风险显著增加。
- IL-16 损害肌肉功能和身体性能:给 14 月龄小鼠注射 IL-16 至 20 月龄,与对照组相比,处理组小鼠血清 IL-16 水平显著升高,体重持续下降。运动测试中,处理组小鼠力竭距离和时间减少,运动后恢复能力下降,表明 IL-16 损害了小鼠的肌肉功能和身体性能。
- IL-16 导致肌肉萎缩:20 月龄时,IL-16 处理组小鼠股四头肌(QU)和腓肠肌(GA)质量显著降低,肌肉内脂质沉积增加,肌纤维尺寸减小,肌球蛋白重链(MHC)-IIb 基因表达下降,说明 IL-16 会导致肌肉萎缩。
- 抗 IL-16 抑制肉毒杆菌毒素 A(BoNT/A)引起的肌肉萎缩发展:构建 BoNT/A 诱导的肌肉减少症小鼠模型,给予抗 IL-16 抗体治疗。结果显示,抗 IL-16 治疗降低了小鼠血清 IL-16 水平,改善了肌肉功能,减轻了肌肉萎缩和脂质沉积,对 MHC-IIb 表达也有显著影响,表明抗 IL-16 可抑制 BoNT/A 引起的肌肉萎缩。
研究结论表明,IL-16 在年龄相关性骨骼肌萎缩中起重要作用,高 IL-16 水平个体患肌肉减少症风险显著增加,IL-16 会损害小鼠肌肉功能、导致肌肉萎缩,而抗 IL-16 治疗可能是改善肌肉减少症的潜在策略。不过该研究也存在一定局限性,如样本受骨折或创伤影响、临床研究为观察性无法确定因果关系、PSM 导致样本量减少、动物实验未测量握力且未深入探究 IL-16 作用机制等。尽管如此,这项研究为理解肌肉减少症的发病机制提供了新视角,为未来开发针对 IL-16 的干预措施以预防和治疗肌肉减少症奠定了基础,有望改善老年人的健康状况和生活质量。