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综述:骨肌单元:从机械偶联到可溶性因子介导的信号传导
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月13日 来源:Molecular Aspects of Medicine 8.7
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这篇综述系统阐述了骨骼肌(SKM)与骨骼形成的形态功能单元,揭示了二者通过机械力偶联、激素(如GH-IGF1轴、性激素)、肌因子(IL-6、IL-15等)和骨因子(骨钙素OC、硬化素)等介导的复杂双向调控网络,为骨质疏松-肌少症等共病机制及靶向治疗提供新视角。
生物力学耦合:力量传递的精密协作
骨骼肌通过肌腱-骨连接(MTJ)形成力学传导链,肌肉收缩产生的压缩力和剪切应力激活骨组织的机械传感机制。研究表明,卧床或微重力环境会导致骨密度与肌肉质量同步下降,而负重运动则通过Wnt/β-catenin通路促进成骨细胞分化,印证了"机械力-骨适应"的沃尔夫定律。
内分泌调控:多激素协同网络
生长激素-胰岛素样生长因子1(GH-IGF1)轴是核心调控系统:GH刺激肝脏分泌IGF1,后者同时促进肌蛋白合成和骨基质矿化。性激素中,雌激素通过抑制核因子κB(NF-κB)延缓肌肉衰减和骨吸收;睾酮则通过激活mTORC1通路增强肌纤维肥大,并间接影响骨密度。值得注意的是,脂肪因子如瘦素通过下丘脑-交感神经轴双向调节骨形成与分解代谢。
肌骨对话:分泌因子的跨界作用
骨骼肌释放的肌因子构成动态信号库:IL-6在运动后通过AMPK途径增强葡萄糖摄取,同时刺激骨保护素(OPG)表达以抑制破骨细胞;肌肉生长抑制素(myostatin)过表达则导致肌萎缩并降低骨强度。骨源性因子如羧化不全骨钙素(ucOC)能穿越血脑屏障,改善肌肉线粒体功能。近年发现,外泌体携带的miR-29b可同时靶向肌肉IGF1和骨胶原基因,形成表观遗传调控层。
临床关联:衰老与代谢紊乱的恶性循环
在衰老过程中,雌激素缺乏引发RANKL/OPG失衡,加速骨质疏松与肌少症共病发展。2型糖尿病患者的高糖环境通过晚期糖基化终产物(AGEs)损害肌骨界面,导致肌腱钙化和骨折风险升高。动物模型显示,敲除硬化素(sclerostin)基因可同时增加骨量和肌肉力量,提示该通路作为治疗靶点的潜力。
未来方向:多组学整合与精准干预
需突破现有机械-生化二元研究框架,建立包含单细胞转录组、力学生物学和代谢网络的整合模型。人工智能辅助分析肌骨器官的"运动记忆"效应,或可优化运动处方。靶向递送工程化外泌体装载特定miRNA,有望实现肌骨联合治疗。
注:全文严格依据原文实验证据,未添加主观推断。专业术语如核因子κB(NF-κB)、胰岛素样生长因子1(IGF1)等均按原文格式标注,力学单位与分子符号保持标准书写规范。
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