Siegesbeckia Glabrescens提取物通过调节小鼠体内的Akt/mTOR/FoxO3a信号通路,改善由固定引起的肌肉萎缩
《Food Science & Nutrition》:Siegesbeckia Glabrescens Extract Ameliorates Immobilization-Induced Muscle Atrophy by Regulating the Akt/mTOR/FoxO3a Signaling Pathways in Mice
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时间:2025年09月27日
来源:Food Science & Nutrition 3.8
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肌肉萎缩的天然疗法:基于Siegesbeckia glabrescens提取物(SGE)和kirenol的分子机制研究。通过小鼠固定模型和L6肌细胞实验,发现SGE显著改善肌肉质量、强度和体积,抑制蛋白降解标志物MuRF1和Atrogin-1,激活PI3K/Akt通路,减少FoxO3a核转位。kirenol在细胞层面通过相同通路平衡蛋白合成与降解。分隔符:
在现代医学研究中,肌肉萎缩一直是一个备受关注的问题,尤其是在长期卧床、脊髓损伤、微重力环境或重症监护等情况下。这种现象不仅影响肌肉的结构和功能,还可能对整体健康和生活质量造成严重影响。为了应对这一挑战,科学家们不断探索天然植物提取物的潜在作用,以期找到能够有效缓解肌肉萎缩的替代疗法。其中,一种名为*Siegesbeckia glabrescens*(简称SGE)的植物提取物引起了广泛兴趣,因为它含有丰富的生物活性成分,特别是kirenol,已被证实具有抗炎和抗氧化特性。
本研究旨在探讨SGE是否能够有效预防因固定导致的肌肉萎缩。实验以C57BL/6J小鼠为模型,通过固定后肢一周诱导肌肉萎缩,随后给予SGE或生理盐水进行为期一周的干预。结果显示,SGE在多个方面表现出显著的保护作用。首先,SGE能够显著减缓肌肉质量的下降,其效果在不同剂量下表现不同,但总体上显示出剂量依赖性。其次,SGE在提升肌肉力量、维持肌肉体积以及防止肌肉纤维横截面积缩小方面也表现出良好的效果。这些结果表明,SGE不仅能够维持肌肉的结构完整性,还能够改善其功能状态。
在分子机制层面,SGE的作用主要通过调节Akt/mTOR/FoxO3a信号通路实现。该通路在控制肌肉蛋白质合成与降解过程中起着关键作用。在固定导致的肌肉萎缩中,蛋白质降解的增加和合成的抑制是导致肌肉质量下降的主要原因。研究发现,SGE能够通过抑制FoxO3a的核转位,从而减少与肌肉萎缩相关的E3泛素连接酶(如MuRF1和Atrogin-1)的表达。与此同时,SGE还能够激活PI3K/Akt通路,促进mTOR、p70S6K和4EBP1的磷酸化,这些蛋白质是肌肉合成过程中的关键调节因子。通过这些机制,SGE有效地恢复了肌肉蛋白质的合成与降解之间的平衡,从而减缓了肌肉萎缩的进程。
此外,研究还发现,kirenol作为SGE的主要活性成分,能够通过类似的信号通路减轻TNF-α诱导的肌肉萎缩。在L6肌管细胞模型中,kirenol显著抑制了TNF-α引起的蛋白质降解,并促进了蛋白质合成。这些结果进一步验证了SGE的保护作用不仅限于动物模型,还可能在细胞层面发挥重要作用。这表明,SGE的抗肌肉萎缩效果可能与其所含的kirenol成分密切相关,而这种成分的作用机制可能涉及多个信号通路的协同调控。
本研究还探讨了SGE在预防肌肉萎缩方面的潜在应用。考虑到肌肉萎缩在临床上的普遍性,寻找一种安全、有效的干预手段具有重要意义。SGE的使用不仅能够改善肌肉结构和功能,还可能通过其抗炎和抗氧化特性,减少因炎症和氧化应激导致的肌肉损伤。这些发现为SGE作为天然药物在预防和治疗肌肉萎缩方面的应用提供了科学依据。
然而,尽管SGE在短期固定模型中表现出良好的保护效果,其在长期肌肉不使用情况下的效果仍需进一步研究。此外,SGE对其他相关信号通路(如NF-κB和Nrf2)的影响也有待深入探讨,以全面理解其抗肌肉萎缩的机制。未来的研究可以进一步验证SGE是否能够通过这些通路的调控,实现更广泛的保护作用。
综上所述,SGE及其主要成分kirenol在预防和缓解肌肉萎缩方面展现出显著的潜力。通过调节Akt/mTOR/FoxO3a通路,SGE能够有效维持肌肉质量、体积和功能,为开发新的肌肉健康干预策略提供了新的思路。随着对这些天然化合物作用机制的深入了解,SGE有望成为一种具有广泛应用前景的抗肌肉萎缩药物。未来的研究应进一步探索其在不同病理条件下的效果,并评估其长期使用的安全性与有效性。
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