知母多糖AAP-C1通过激活Akt/mTOR通路抑制泛素-蛋白酶体途径缓解香烟烟雾诱导的肌肉萎缩

针对香烟烟雾(CS)诱导的骨骼肌萎缩难题，浙江中医药大学团队从传统中药知母中分离出活性多糖AAP-C1，通过体内外实验证实其能双向调控Akt/mTOR通路（促进MyoD1介导的肌生成）和泛素-蛋白酶体系统（抑制MuRF-1/Atrogin1），为CS相关肌少症提供新型多糖疗法。

　　

香烟烟雾(CS)作为环境致病因子，含有大量自由基和致癌物，不仅损害呼吸系统，更会引发多器官毒性。其中骨骼肌损伤导致的肌少症(sarcopenia)尤为突出，表现为肌肉质量和功能进行性丧失，增加跌倒风险和全因死亡率。流行病学研究显示，长期CS暴露与肌少症发病率显著相关。其机制涉及抑制蛋白合成关键通路Akt(蛋白激酶B)/mTOR(哺乳动物雷帕霉素靶蛋白)，同时激活泛素-蛋白酶体系统(UPS)，导致肌肉特异性E3泛素连接酶MuRF-1(肌肉RING指蛋白1)和Atrogin1(肌肉萎缩F-box)异常上调。尽管天然多糖在肌少症干预中展现出独特优势，但针对CS诱导肌萎缩的多糖疗法仍属空白。

浙江中医药大学研究团队从传统呼吸系统用药知母(Anemarrhena asphodeloides)中分离纯化出新型多糖AAP-C1，通过体内外实验系统评估其抗肌少症效应。研究发现AAP-C1是由果糖(Fru)和葡萄糖(Glc)以18.6:1摩尔比构成的异多糖(分子量3.2 kDa)，主链含→1)-β-D-Fruf-(2→、→6)-β-D-Fruf-(2→和→6)-α-D-Glcp-(1→单元，在O-6位具有β-D-Fruf-(2→支链。在CS暴露的C2C12成肌细胞中，AAP-C1显著提升细胞活力，上调肌源性调节因子MyoD1(肌源性分化因子1)和MHC(肌球蛋白重链)，同时抑制MuRF-1/Atrogin1表达。动物实验证实AAP-C1能改善CS暴露小鼠的抓力、攀爬耐力和跑轮活动，其机制是通过激活Akt/mTOR通路促进肌肉蛋白合成，同时抑制UPS介导的蛋白降解。

关键技术包括：1)采用生物活性导向分离法从知母中纯化AAP-C1；2)光谱色谱联用技术解析多糖结构；3)建立CS诱导的C2C12细胞和小鼠肌萎缩模型；4)通过qPCR和Western blot分析关键通路蛋白表达。

【研究结果】
◆结构特征：AAP-C1被鉴定为分子量3.2 kDa的异多糖，具有独特的1,2-β-D-Fruf和1,6-α-D-Glcp骨架结构，其生物活性与特定分支结构密切相关。

◆细胞保护：在CS暴露的C2C12细胞中，AAP-C1通过上调MyoD1(2.1倍)和MHC(1.8倍)，下调MuRF-1(62%)和Atrogin1(57%)，逆转CS诱导的肌萎缩表型。

◆功能改善：AAP-C1治疗使CS暴露小鼠的抓力提高38%，攀爬时间延长2.3倍，跑轮活动量增加75%，显著改善运动功能。

◆机制阐明：AAP-C1双重调控Akt/mTOR通路(磷酸化Akt水平提升2.4倍)和UPS系统(E3连接酶表达降低60%-70%)，实现肌肉蛋白代谢再平衡。

【结论与意义】
该研究首次揭示知母多糖AAP-C1通过"双向调控"机制缓解CS诱导的肌少症：一方面激活Akt/mTOR通路促进MyoD1介导的肌生成，另一方面抑制UPS系统减少MuRF-1/Atrogin1依赖的蛋白降解。这不仅为传统中药知母的现代应用提供科学依据，更为环境因素导致的肌肉萎缩疾病开辟了多糖类药物治疗新策略。研究团队指出，未来需进一步明确AAP-C1的剂量效应关系，并探索其与其他肌少症治疗药物的协同作用。该成果为开发源于传统药材的多糖类肌少症治疗药物奠定了重要基础。