综述:年龄相关性肌肉骨骼疾病中的脂质代谢:对肌肉减少症和骨质疏松症的见解

【字体: 时间:2025年08月24日 来源:BMC Biology 4.5

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  这篇综述深入探讨了脂质代谢在年龄相关性肌肉骨骼疾病(MSDs)中的关键作用,聚焦肌肉减少症(sarcopenia)和骨质疏松症(osteoporosis)的病理机制。文章系统梳理了脂肪酸摄取、脂质信号传导和脂毒性在肌肉退化中的作用,以及脂质介导的破骨细胞、成骨细胞调控和骨重塑过程,强调了年龄相关的代谢变化如何加剧骨质流失。此外,综述还讨论了靶向脂质通路的潜在治疗策略,为理解脂质代谢紊乱在MSDs中的影响提供了新视角。

  

引言

年龄相关性肌肉骨骼疾病(MSDs),尤其是骨质疏松症和肌肉减少症,严重影响老年人群的生活质量,导致慢性疼痛、行动能力下降和骨折风险增加。据统计,美国每年因MSDs造成的经济负担高达8740亿美元,占GDP的6%。骨质疏松症患者骨折风险高达40%,而肌肉减少症在65岁以上人群中的患病率为3-24%,且随年龄增长显著上升。

脂质代谢概述

脂质是细胞结构和能量储存的关键成分,其代谢包括消化、吸收、运输和分解等过程。甘油三酯(TAGs)通过淋巴系统和血液运输至靶组织或肝脏,经β-氧化生成乙酰辅酶A(Acetyl-CoA),进入三羧酸循环(TCA)产生能量。长链脂肪酸需依赖肉碱棕榈酰转移酶(CPT1/2)进入线粒体基质完成氧化。这一过程为肌肉和骨骼细胞提供持续能量,维持其正常功能。

肌肉细胞中的脂质代谢

骨骼肌细胞通过脂肪酸转运蛋白(FATPs)和脂滴(LDs)动态调节脂质利用。脂滴表面覆盖着脂滴相关蛋白(PLINs),其中PLIN2和PLIN5分别调控脂质储存和线粒体通讯。衰老过程中,脂肪甘油三酯脂肪酶(ATGL)表达下降,导致脂质积累和胰岛素抵抗。此外,神经酰胺(ceramide)通过激活丝氨酸/苏氨酸激酶抑制胰岛素信号通路,减少葡萄糖转运蛋白4(GLUT4)的膜定位,加剧肌肉退化。

骨细胞中的脂质代谢

胆固醇通过脂筏调控核因子κB受体活化因子配体(RANKL)信号,促进破骨细胞分化。而长链多不饱和脂肪酸(LCPUFAs)如ω-3可抑制破骨细胞生成,保护骨密度。成骨细胞主要依赖细胞外脂质来源,通过低密度脂蛋白受体(LRP1)和清道夫受体B1(Scarb1)摄取脂蛋白。高脂饮食(HFD)模型中,氧化脂质通过增加RANKL分泌和抑制Wnt/β-连环蛋白通路,导致骨形成减少和脂肪细胞分化增加。

脂质代谢异常与疾病

肌肉减少症患者血浆中磷脂酰甘油(PG)和神经酰胺水平升高,与握力和骨骼肌指数(SMI)负相关。骨质疏松症患者则表现为甘油磷脂代谢紊乱,如磷脂酰胆碱(PC)和磷脂酰乙醇胺(PE)的显著变化。动物模型中,卵巢切除(OVX)小鼠的骨髓脂质组学显示鞘脂类(如乳糖基神经酰胺)上调,而PE 35:5下调,提示脂质积累与骨质流失密切相关。

治疗策略

靶向脂质代谢的疗法包括:

  1. 1.

    抑制神经酰胺合成:通过沉默丝氨酸棕榈酰转移酶(SPT)或使用抑制剂Myriocin恢复线粒体功能。

  2. 2.

    调节脂滴蛋白:PLIN5过表达可减少二酰甘油(DAG)积累,改善胰岛素敏感性。

  3. 3.

    双膦酸盐和Statins:唑来膦酸(ZA)通过甲羟戊酸途径降低脂质沉积,而他汀类药物通过上调骨形态发生蛋白2(BMP-2)促进成骨分化。

  4. 4.

    生物制剂:如抗硬化蛋白抗体Romosozumab和抗RANKL单抗Denosumab,兼具改善骨密度和调节脂代谢的作用。

结论

脂质代谢紊乱是年龄相关性肌肉骨骼疾病的核心病理机制之一。通过靶向脂肪酸氧化、炎症通路和细胞分化,未来或可开发出更精准的治疗策略,缓解肌肉和骨骼的退行性病变。

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