VEGF-B通过PKA-NFATs信号通路调控肌纤维类型参与高脂饮食诱导的高血糖机制研究

本研究揭示了VEGF-B在肥胖和2型糖尿病(T2DM)中的新机制：通过PKA-NFATs信号通路抑制慢缩型I类肌纤维形成，导致胰岛素抵抗。研究人员通过构建Vegfb基因敲除小鼠模型，结合创新的体外连续单剂量VEGF-B给药体系，首次证实VEGF-B186高剂量持续作用会抑制成肌细胞分化/融合及葡萄糖代谢，而靶向抑制VEGF-B186可成为改善代谢紊乱的新策略。该发现为T2DM治疗提供了全新靶点。

　　

在代谢性疾病肆虐的今天，肥胖及其并发症2型糖尿病(T2DM)已成为全球健康危机。其中，骨骼肌作为人体最大的葡萄糖代谢器官，其肌纤维类型组成与胰岛素敏感性密切相关。有趣的是，临床观察发现T2DM患者骨骼肌中富含线粒体的慢缩型I类肌纤维比例显著降低，但这一现象背后的分子机制始终成谜。血管内皮生长因子B(VEGF-B)作为VEGF家族的特殊成员，虽不直接参与血管生成，却在脂质代谢中扮演关键角色。近年研究发现，糖尿病患者循环VEGF-B水平异常升高，这提示VEGF-B可能是连接肌纤维类型转换与糖代谢紊乱的潜在桥梁。

湖北医药学院的研究团队在《Stem Cell Research》发表的重要研究，首次系统阐明了VEGF-B通过PKA-NFATs信号通路调控肌纤维类型转换的分子机制。研究采用CRISPR/Cas9技术构建Vegfb基因敲除小鼠，结合高脂饮食诱导的肥胖模型，通过RNA-seq、免疫荧光双染色等技术分析肌纤维类型变化；创新性地建立体外连续单剂量VEGF-B给药体系模拟病理状态，运用 Seahorse能量代谢分析等技术，揭示了VEGF-B亚型（特别是VEGF-B186）对肌纤维重塑的剂量依赖性调控规律。

VEGF-B缺陷增加慢缩型骨骼肌纤维比例并改善高脂饮食诱导的高血糖
研究发现Vegfb^-/-小鼠在高脂饮食喂养后，比目鱼肌、腓肠肌和胫骨前肌中慢缩型I类肌纤维比例显著高于野生型，同时伴随空腹血糖降低和胰岛素敏感性改善。RNA-seq显示Vegfb^-/-小鼠骨骼肌中肌球蛋白重链1(MyHC-1)和葡萄糖转运蛋白4(GLUT4)表达上调，这为解释其代谢改善提供了分子依据。

连续高剂量VEGF-B抑制成肌细胞分化/融合和肌管形成
研究团队突破性地建立了体外连续给药模型，发现低浓度(1-20 ng/mL)的VEGF-B167和VEGF-B186促进C2C12成肌细胞分化融合，而高浓度(50-100 ng/mL)则产生抑制作用，且VEGF-B186的抑制效应更强。通过肌球蛋白重链(MyHC)免疫荧光染色定量分析，证实100 ng/mL VEGF-B186处理使肌管数量减少60%，分化指数下降45%，呈现典型的时间-剂量依赖性。

VEGF-B主要抑制I类慢缩肌纤维形成
RT-qPCR和Western blot结果显示，100 ng/mL VEGF-B186处理使MyHC-1 mRNA表达降低70%，慢缩肌纤维标志蛋白NOQ减少65%，显著高于VEGF-B167的处理效果。值得注意的是，VEGF-B186还特异性上调快缩氧化型MyHC-2a表达，提示其可能促进肌纤维类型向快缩型转换。

PKA信号通路参与VEGF-B186介导的肌纤维重塑
机制研究发现，VEGF-B186通过降低PKA调节亚基IIa(PKA reg IIa)表达，增加PKA reg I/II比例，从而抑制下游信号。使用PKA激动剂N6-Bz-cAMP和8-Bromo-cAMP可完全逆转VEGF-B186对肌管形成和NOQ表达的抑制作用，证实PKA是核心调控节点。

PKA-NFAT-MyoG/MEF2C通路介导调控效应
深入分析显示，VEGF-B186通过增加NFATc1/c2磷酸化水平，抑制其核转位，进而下调肌源性调节因子MyoG和MEF2C的表达。腺病毒介导的NFATc1/c2过表达可恢复被VEGF-B186抑制的GLUT4表达和葡萄糖摄取能力，Seahorse分析进一步证实该通路还影响线粒体备用呼吸能力。

这项研究具有多重突破性意义：首次确立VEGF-B（尤其是VEGF-B186）作为肌纤维类型转换的关键调节因子；创新性地采用连续给药模型模拟病理状态；揭示PKA-NFATs这一全新信号轴在肌纤维重塑中的作用。更重要的是，研究为T2DM治疗提供了新思路——靶向抑制VEGF-B186可能通过增加慢缩肌纤维比例来改善糖代谢，这为开发特异性抗体或抑制剂奠定了理论基础。该发现不仅拓展了对骨骼肌可塑性的认知，也为代谢性疾病的精准治疗开辟了新途径。