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衰老导致骨骼肌和骨骼功能衰退，但其分泌肌细胞因子（myokines）的变化及影响尚不明确。本研究发现，年龄相关的心肌营养素样细胞因子 1（CLCF1）水平下降可被运动上调。补充 CLCF1 改善老年小鼠肌肉功能、骨密度及糖代谢，揭示 CLCF1 在运动介导的抗衰中起关键作用，为衰老相关肌骨疾病提供新靶点。
随着年龄增长，骨骼肌和骨骼会经历显著衰退，表现为肌肉萎缩、骨密度下降和运动能力减弱，严重影响老年人生活质量。尽管运动被证实能延缓肌骨衰老，但其关键分子机制，尤其是肌肉分泌的肌细胞因子（myokines）在衰老过程中的变化及作用，长期以来并未完全明晰。例如，已知鸢尾素（irisin）、Apelin 等肌细胞因子参与肌骨交互作用，但衰老如何影响肌肉分泌这些因子，以及是否存在其他关键因子介导运动的抗衰效应，仍是亟待解决的科学问题。
为填补这一空白，韩国科学技术院（UST）和韩国生物科学与生物技术研究院（KRIBB）等机构的研究人员开展了系列研究，相关成果发表于《Nature Communications》。研究聚焦于鉴定运动诱导的新型肌细胞因子，并探索其在衰老中的作用机制，旨在为年龄相关肌骨疾病寻找潜在治疗靶点。
关键技术方法
研究采用多组学和动物模型结合的策略：
- 转录组分析：对人类骨骼肌样本（年轻和老年个体，运动前后）进行基因表达分析，筛选差异表达的分泌蛋白基因，鉴定出 CLCF1 为运动诱导的关键肌细胞因子。
- 动物模型：构建 CLCF1 转基因（TG）小鼠、肌肉特异性敲除（Clcf1-skm KO）小鼠，以及使用重组 CLCF1 蛋白注射老年小鼠，结合跑步机运动、握力测试等功能学实验。
- 分子机制研究：通过细胞培养（C2C12 肌管、骨髓来源巨噬细胞等）、免疫印迹、实时定量 PCR（qPCR）、线粒体呼吸测定（OCR）等技术，解析 CLCF1 对肌骨细胞的直接作用。
- 骨与肌肉形态学分析：利用显微计算机断层扫描（micro-CT）和组织染色（TRAP、Runx2 等）评估骨微结构和细胞活性。
研究结果
1. 运动诱导 CLCF1 表达，其水平随年龄下降
通过分析人类骨骼肌转录组数据，发现 CLCF1 是老年个体中经 12 周抗阻训练后显著上调的分泌蛋白基因。在年轻小鼠中，急性运动（如跑1步机跑步）可显著增加肌肉 CLCF1 mRNA 表达和血浆 CLCF1 水平，而老年小鼠运动后 CLCF1 未明显升高，且基础血浆 CLCF1 水平随年龄增长逐渐降低（3 月龄→18 月龄）。机制上，老年肌肉中 CLCF12的分泌伴侣 CRLF1 表达下降，可能导致 CLCF1 分泌减少。
2. 补充3CLCF1 改善老年小鼠肌肉功能
给 20 月龄老年小鼠腹腔注射重组 CLCF1（0.5 mg/kg）两周后，其握力、跑步耐力显著提升，肌肉纤维横截面积增大，且线粒体呼吸功能增强（基础呼吸、ATP-linked 呼吸增加）。分子层面，CLCF1 激活 AK3T/mTOR/S6K 和 STAT3 信号通路，促进葡萄糖摄取和糖酵解关键酶（如 PFKM、PKM2）表达，逆转衰老相关代谢缺陷。
3. CL5CF1 抑制骨吸收并促进骨形成
老年小鼠经 CLCF1 处理后，股骨骨体积（BV/TV）增加，骨小梁厚度（TbTh）和数量（TbN）上升，破骨细胞数量（Oc.N/BS）减少，成骨细胞活性（Runx2 表达）增强。体外实验显示，CLCF1 通过4STAT1 通路抑制破骨细胞分化（减少 NFATc1、c-Fos 表达），并通过 STAT3 通路促进成骨细胞矿化结节形成。在 RANKL 诱导的骨丢失模型6中，CLCF1 显著抑制骨吸收，证实其抗骨质疏松作用。
4. CL7CF1 是运动介导肌骨保护的关键因子
肌肉特异性敲除 CLCF1 的小鼠（Clcf1-skm KO）在运动后，肌肉重量、握力及糖代谢改善均显著减弱，提示 CLCF1 的自分泌作用对运动效果至关重要。此外，使用可溶性受体 eCNT8FR 阻断 CLCF1 活性，可完全抵消运动对肌肉功能和骨密度的提升效应，进一步确认 CLCF1 是运动抗衰的核心介质。
结论与意义 9
本研究首次系统揭示 CLCF1 作为运动诱导的肌细胞因子，通过双重机制延缓肌骨衰老：在肌肉中增强代谢和线粒体功能，在骨骼中抑制破骨细胞并促进成骨细胞活性。其作用依赖于 STAT1/STAT3 信号通路，且与运动效果高度重叠。研究不仅阐明了运动抗衰的分子基础，还为开发针对衰老相关肌少症、骨质疏松症的新型疗法提供了潜在靶点（如 CLCF1 类似物或受体激动剂）。值得注意的是，CLCF1 血浆水平或可作为评估老年人运动响应的生物标志物，为个性化运动干预策略提供依据。
未来研究需进一步验证 CLCF1 在人类中的作用，尤其是其安全性和剂量效应关系，同时探索其与其他肌细胞因子的协同网络，为临床转化奠定基础。
