综述:代谢交响曲协调肌肉再生微环境

【字体: 时间:2025年08月23日 来源:TRENDS IN Molecular Medicine 13.8

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  本综述系统阐述了肌肉再生微环境中肌干细胞(MuSCs)、免疫细胞及基质细胞的代谢重编程机制,揭示了细胞间代谢互作(如肌纤维-免疫细胞crosstalk)及跨器官调控网络对再生能力的核心影响,为衰老和疾病相关肌肉功能障碍的代谢干预策略提供了新视角。

  

代谢调控:肌肉再生的核心乐章

肌肉再生微环境是一个由肌干细胞(MuSCs,即卫星细胞)、免疫细胞和基质细胞共同演绎的“代谢交响曲”。研究表明,损伤应答过程中,这些细胞通过动态代谢重编程(如糖酵解向氧化磷酸化转换)协调增殖、分化和炎症消退。MuSCs的静息-激活转换需依赖线粒体代谢重构,而M2型巨噬细胞则通过分泌IL-4/IL-13调控MuSCs的脂肪酸氧化(FAO)能力。

细胞间代谢对话:再生网络的复调结构

近年发现肌纤维与CD8+ T细胞通过PD-1/PD-L1轴传递代谢信号,而FAPs(纤维脂肪祖细胞)分泌的乳酸可作为MuSCs的能量底物。这种“代谢接力”在年轻组织中高效运转,但在衰老过程中,线粒体DNA突变积累导致NAD+水平下降,引发SIRT1信号通路失调,最终形成促纤维化微环境。

跨器官调控:远距指挥的弦外之音

肝脏合成的酮体(β-羟基丁酸)和脂肪组织释放的瘦素(leptin)可通过血液循环重塑肌肉再生微环境。动物实验显示,热量限制诱导的FGF21上调能增强MuSCs的自我更新能力,而糖尿病模型则因高血糖抑制HIF-1α稳定性,导致血管新生缺陷。

临床启示:改写代谢乐谱的治疗潜力

针对AMPK/mTOR通路的二甲双胍、NAD+前体(如NMN)等代谢干预手段,在肌营养不良和年龄性肌萎缩(sarcopenia)模型中显示出改善再生能力的潜力。最新研究正探索通过靶向CD36介导的脂肪酸转运或TCA循环关键酶(如IDH2)来逆转病理微环境。

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