《Cells》：From Myotubes to Skeletal Muscle: Cimicifuga racemosa Extract Ze 450 Preserves Muscle Mass and Affects Skeletal Muscle Energy Metabolism Under Conditions of Metabolic Stress
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骨骼肌的保存是评估减重干预措施时的重要考量因素，尤其是在绝经期，此时身体成分会发生不利变化。研究人员研究了黑升麻（Cimicifuga racemosa）提取物Ze 450对骨骼肌的影响。将分化后的C2C12肌管分别用Ze 450、地塞米松（DEX）或其组合进
骨骼肌的保存是评估减重干预措施时的重要考量因素，尤其是在绝经期，此时身体成分会发生不利变化。研究人员研究了黑升麻（Cimicifuga racemosa）提取物Ze 450对骨骼肌的影响。将分化后的C2C12肌管分别用Ze 450、地塞米松（DEX）或其组合进行处理。未切除卵巢的雌性Wistar大鼠被分为五组：标准饮食组、高脂饮食（HF）组、HF加自主跑轮运动组、HF加Ze 450（130 mg/kg/天）组，以及HF加Ze 450和自主跑轮运动组。研究人员评估了以糖酵解为主的腓肠肌和以氧化代谢为主的比目鱼肌的肌肉质量及肌纤维横截面积（CSA）。分析了线粒体含量标志物（COX IV和CS）、脂质代谢标志物（ATGL、HSL、FAS和SREBP-1c）、葡萄糖转运标志物（GLUT4）以及肌源性信号标志物（IGF-1）的表达。在基础条件下，Ze 450对肌管直径的影响有限，但显著减轻了DEX诱导的肌管萎缩。在体内实验中，Ze 450减少了体重增加和脂肪积累，且未降低肌肉质量或肌纤维CSA。Ze 450对两种肌肉类型的代谢标志物产生了差异性影响：降低了比目鱼肌中与线粒体含量相关的标志物，同时增加了腓肠肌中的线粒体标志物。综上所述，这些发现提示Ze 450在减少体重增加和肥胖程度的同时，可能以肌肉类型特异性的方式重新平衡骨骼肌代谢，并维持骨骼肌。
一、研究背景与问题
衰老过程中，骨骼肌质量、力量和再生能力进行性下降，可导致肌少症，增加跌倒、衰弱、功能衰退和过早死亡的风险。在肥胖治疗中，减重效果不仅取决于体重下降幅度，还取决于减重成分的构成。骨骼肌在维持机体活动能力和全身代谢稳态中发挥核心作用，因此骨骼肌的保存已成为评估现代减重和抗肥胖疗法整体疗效的重要考量。运动尤其是抗阻训练被公认为减重过程中保存骨骼肌的有效手段，而热量限制或药物干预诱导的减重常伴随骨骼肌或瘦体重的下降。这一问题在绝经过渡期尤为突出，该阶段女性身体成分发生不利变化，包括脂肪量增加、瘦体重减少以及肌肉质量和体能下降。尽管雌二醇在肌肉维持中发挥作用，但绝经期激素治疗对肌少症相关结局的获益证据尚不一致，且长期使用需进行个体化获益-风险评估。因此，非激素类干预措施受到持续关注。
黑升麻（Cimicifuga racemosa）提取物Ze 450是经乙醇提取的根茎干浸膏，已确立用于治疗绝经期症状。其作用不依赖雌激素受体信号，区别于激素替代疗法。机制研究表明，Ze 450可诱导代谢重编程：在HT22神经元细胞中抑制线粒体呼吸、促进氧化磷酸化向糖酵解转变并激活AMPK；在C2C12肌细胞中降低耗氧率并增加葡萄糖摄取。体内研究显示，Ze 450可改善ob/ob小鼠的葡萄糖代谢和胰岛素敏感性，并在雌性大鼠模型中减少脂肪量增加、降低内脏肥胖和瘦素水平。尽管Ze 450已被证实可减少肥胖，但其对骨骼肌的影响尚不明确。基于既往观察到的Ze 450对肥胖和代谢调节的作用，研究人员假设Ze 450可能在代谢和分解代谢应激条件下影响骨骼肌反应，并开展了本研究。
二、研究设计与主要技术方法
研究人员采用互补的体外和体内实验策略。体外实验使用小鼠C2C12成肌细胞，经分化培养基诱导形成肌管后，分别给予DMSO（溶剂对照）、双氢睾酮（DHT，1 μM）、地塞米松（DEX，1 μM）、Ze 450（0.1、1或10 μg/mL）及其组合处理72小时。采用戊二醛诱导自发荧光结合形态计量学方法评估肌管直径，并通过RT-qPCR检测IGF-1和mTOR的mRNA表达。体内实验使用30只未切除卵巢的雌性Wistar大鼠，随机分为五组（每组6只）：标准饮食（SD）、高脂饮食（HF）、HF加自主跑轮运动（A）、HF加Ze 450（130 mg/kg/天）、HF加Ze 450加A，干预12周。Ze 450掺入高脂饲料给药，通过UPLC-MS确认饲料中三萜糖苷的掺入和稳定性。实验结束后采集腓肠肌和比目鱼肌，称重后进行OCT包埋冷冻切片用于形态学分析，其余样本用于分子分析。肌纤维横截面积通过H&E染色冷冻切片结合ImageJ软件测定，每只动物至少分析200根肌纤维。肌内甘油三酯（IMTG）含量采用商业试剂盒测定。蛋白表达通过Western blot检测COX IV、柠檬酸合酶（CS）、脂肪酸合酶（FAS）和β-actin。mRNA表达通过RT-qPCR检测ATGL、HSL、SREBP-1c、FAS、GLUT4和IGF-1等基因。
三、研究结果
3.1 Ze 450对C2C12肌管直径的影响
DHT处理使肌管直径较对照显著增加17%。Ze 450仅在最低浓度（0.1 μg/mL）下引起肌管直径的轻微增加。在基础条件下，Ze 450对肌管直径的影响有限。然而，在所有测试浓度下，Ze 450与DEX共处理均显著减轻了DEX诱导的肌管直径减小。
3.2 Ze 450对C2C12肌管IGF-1和mTOR mRNA表达的影响
DHT和Ze 450（0.1 μg/mL）显示出IGF-1 mRNA表达增加的非显著趋势，而DEX处理组的IGF-1 mRNA表达数值上低于对照。Ze 450共处理显示出减轻DEX所致IGF-1 mRNA表达数值下降的非显著趋势。DHT显著增加mTOR mRNA表达，而Ze 450、DEX及其组合对mTOR mRNA表达无显著影响。
3.3 Ze 450对高脂饮食大鼠体重和骨骼肌质量的影响
HF饮食显著增加体重增长，Ze 450、自主跑轮运动及其组合均减轻了这一增加。尽管Ze 450减少了体重增长，但未显著影响比目鱼肌或腓肠肌的质量。自主跑轮运动显示出增加腓肠肌质量的非显著趋势。
3.4 Ze 450对高脂饮食大鼠骨骼肌纤维横截面积的影响
自主跑轮运动显示出增加比目鱼肌肌纤维CSA的非显著趋势。各处理组之间比目鱼肌和腓肠肌的肌纤维CSA均无统计学显著差异。
3.5 Ze 450对高脂饮食大鼠骨骼肌线粒体含量相关标志物的影响
在比目鱼肌中，Ze 450降低了COX IV和CS两种蛋白的表达，而同时进行自主跑轮运动可减轻这种降低。在腓肠肌中，HF饮食降低了COX IV和CS蛋白水平，而自主跑轮运动、Ze 450及其组合均减轻了这些降低。
3.6 Ze 450对高脂饮食大鼠骨骼肌脂肪分解相关基因表达的影响
在比目鱼肌中，HF饮食显著增加HSL mRNA表达。Ze 450单独及与自主跑轮运动联合均显著降低HSL mRNA表达，ATGL mRNA仅在联合组中显著降低。在腓肠肌中，HF饮食显著增加HSL mRNA表达，Ze 450、自主跑轮运动及其组合均显著降低了HSL mRNA表达。
3.7 Ze 450对高脂饮食大鼠骨骼肌脂肪生成相关标志物的影响
HF饮食在比目鱼肌和腓肠肌中均下调了FAS蛋白表达。在比目鱼肌中，自主跑轮运动和Ze 450单独处理均显著增加了FAS蛋白表达。脂肪生成相关基因的mRNA表达模式不够一致，SREBP-1c和FAS的mRNA变化未完全平行于蛋白水平变化。
3.8 Ze 450对高脂饮食大鼠骨骼肌葡萄糖转运和肌源性基因表达的影响
自主跑轮运动和Ze 450在比目鱼肌中显著增加了GLUT4 mRNA表达，联合组无显著效果。腓肠肌中各组的GLUT4 mRNA表达无显著差异。自主跑轮运动单独与比目鱼肌中IGF-1 mRNA表达的数值升高相关，但未达统计学显著。
四、讨论与结论
讨论部分指出，Ze 450在体外减轻了DEX诱导的肌管萎缩，提示其具有抗分解代谢而非促肥大作用，但mTOR mRNA表达未增加，表明其机制可能不依赖于mTOR转录调控。体内实验中，Ze 450减少体重增长和内脏脂肪量，但未降低相对骨骼肌质量或肌纤维CSA，表明肌肉形态得到保存。Ze 450对两种肌肉类型的线粒体标志物产生差异性影响：在比目鱼肌中降低COX IV和CS表达，提示可能减少对线粒体氧化代谢的依赖并转向糖酵解供能；在腓肠肌中增加这些标志物，提示可能增强氧化代谢能力。这种肌肉类型特异性反应可能取决于两种肌肉固有的代谢表型差异。Ze 450降低两种肌肉中HSL mRNA表达，与探索性IMTG观察结果一致。GLUT4 mRNA仅在比目鱼肌中增加，支持该肌肉向糖酵解转变的假说。研究人员强调，mRNA水平的变化不能直接推断蛋白功能活性，未来需纳入蛋白表达、磷酸化状态、酶活性和亚细胞定位分析。
结论部分：在C2C12肌管中，Ze 450在基础条件下对肌管直径影响有限，未增加mTOR mRNA表达，但显著减轻了DEX诱导的肌管萎缩，支持其在分解代谢应激下具有抗萎缩作用而非促肥大活性。在高脂饮食喂养的大鼠中，Ze 450减轻了体重增长并减少内脏脂肪量，且未降低相对骨骼肌质量或肌纤维CSA，表明在身体成分变化的同时肌肉形态得到保存。此外，Ze 450与腓肠肌和比目鱼肌之间肌肉特异性代谢谱差异相关，提示其可能作为肌肉类型特异性的代谢再平衡调节剂。这些代谢变化的潜在机制和功能后果尚待确定，需要进一步的机制和功能研究，包括对通路活性和肌肉功能的直接评估，以确立其生物学相关性。
