佛尼林通过靶向LKB1信号通路在体外和体内调节氧化型肌纤维的表达

《Food Bioscience》：Nobiletin regulates oxidative myofiber expression via targeting the LKB1 signaling pathway in vitro and in vivo

　　

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  NOB促进正常小鼠骨骼肌中氧化型肌纤维的表达，并增强运动耐力。
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  NOB改善高脂饮食（HFD）诱导的氧化型骨骼肌纤维减少现象，并缓解肥胖相关的全身代谢功能障碍。
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  NOB通过调控LKB1/AMPK/PGC-1α信号级联，驱动骨骼肌纤维向氧化型表型转变。
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  LKB1作为潜在靶点，介导NOB对骨骼肌表型重塑的调控作用。

引言

骨骼肌是调节运动耐力和全身能量代谢稳态的关键器官，其功能多样性本质上取决于不同肌纤维表型的比例分布（Feng等，2024年；Smith等，2023年）。根据肌球蛋白重链（MyHC）亚型的表达模式，哺乳动物骨骼肌纤维可分为四大亚型：I型慢缩氧化型纤维、IIa型快缩氧化-糖酵解型纤维、IIx型快缩中间型纤维和IIb型快缩糖酵解型纤维（Hoh，2023年）。从功能角度看，I型和IIa型纤维均归类为氧化型纤维，其特征为线粒体丰富且氧化代谢酶活性较高，主要通过脂肪酸和葡萄糖的有氧氧化产生能量，从而实现持续的肌肉收缩和较强的抗疲劳能力。IIx型纤维代表一种中间表型，具有混合的氧化-糖酵解代谢特性。相比之下，IIb型糖酵解型纤维线粒体含量较低，主要依赖快速无氧糖酵解产生ATP，具有较快的收缩速度但耐力表现有限（Jun等，2024年；F. M. Zhang等，2024年）。值得注意的是，IIb型纤维主要在啮齿类动物骨骼肌中表达。

肌纤维的这种功能多样性并非固定不变的性状；相反，骨骼肌表现出显著的表型可塑性，能响应广泛的内源性和外源性刺激（如运动训练、饮食调节和病理状态）而发生动态转变（Bahn等，2023年；Mok等，2024年；Moreillon等，2019年）。这种可塑性是骨骼肌使其代谢和收缩特性适应不断变化的生理需求的核心适应机制。越来越多的证据表明，在肥胖和2型糖尿病等代谢性疾病的背景下，骨骼肌发生病理性表型转变，表现为氧化型纤维比例减少和糖酵解型纤维比例升高。这种转变伴随着肌肉耐力下降和有氧代谢能力受损，进而加剧全身代谢失调（Liu等，2024年；Serrano等，2023年）。在机制上，过量的ROS驱动的氧化应激是这一表型转变的关键细胞触发因素，它损害线粒体功能并扰乱细胞氧化还原稳态（Del Campo等，2023年）。作为代谢紊乱的经典饮食模型，高脂饮食（HFD）挑战持续维持全身氧化应激升高和慢性低度炎症，这些因素影响浸润骨骼肌，加剧线粒体功能障碍，并促进肌纤维的病理性糖酵解转变（Zú?iga-Hernández等，2025年）。因此，促进骨骼肌中氧化型肌纤维的表达可能代表一种增强运动耐力和改善全身代谢健康的前景良好的干预策略。

腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）是骨骼肌能量代谢的核心调控因子，其激活受到包括钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶激酶2（CAMKK2）、转化生长因子-β激活激酶1（TAK1）和肝激酶B1（LKB1）在内的上游激酶网络的控制。CAMKK2介导钙波动响应下的快速AMPK激活（Yu等，2026年）；TAK1在炎症条件下驱动AMPK信号通路（T. T. Chen等，2025年）；LKB1是慢性代谢应激下持续AMPK激活的主要上游激酶，也是肌纤维表型编程的关键调节因子（Chen等，2026年；Zhou等，2024年）。过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子-1α（PGC-1α）作为AMPK的关键下游效应因子，促进氧化代谢程序并支持以氧化型为主导的肌纤维特征（J. Chen, B. Liu等，2025年）。鉴于我们关注长期代谢适应和肌纤维表型调控，我们将分析重点放在LKB1-AMPK-PGC-1α信号轴上。

与基于运动的干预相比，源自饮食的天然生物活性化合物因其高依从性、低毒性和副作用小等优点，已成为改善骨骼肌代谢功能的重要研究方向。橘红素（NOB）是一种在柑橘皮中高含量的多甲氧基黄酮类化合物，具有抗炎和抗氧化等广泛的生物活性。它能显著减轻HFD诱发的肥胖和胰岛素抵抗，调节脂质代谢，恢复肠道屏障功能，并缓解肥胖相关的代谢紊乱（Lee等，2013年；Yang等，2025年）。在骨骼肌方面，先前的研究表明，NOB在代谢应激条件下能增强线粒体呼吸功能和氧化代谢能力，并通过调节蛋白质稳态维持肌肉质量（Nohara等，2019年）。同时，它通过调节肌肉蛋白质稳态增加骨骼肌质量并减轻病理性肌肉萎缩（Koh等，2025年；Wang等，2023年）。鉴于氧化代谢和线粒体功能与肌纤维表型决定紧密相关，这些发现共同支持了NOB在调控骨骼肌肌纤维表型特征方面的合理作用。然而，迄今为止尚无任何研究直接检验这一对肌纤维表型的影响，NOB骨骼肌保护效应的分子靶点和结构基础仍不清楚。具体而言，LKB1/AMPK/PGC-1α信号轴是否介导NOB对骨骼肌氧化代谢的有益作用，仍缺乏确凿的功能证据。

为解决这一关键知识空白，我们利用三种实验系统——包括C2C12肌管、野生型C57BL/6J小鼠和HFD诱导的肥胖小鼠——系统研究了NOB对骨骼肌氧化型肌纤维表型的调控作用。我们首先评估了NOB对运动耐力和全身有氧代谢能力的有益影响，并进一步阐明了其潜在分子机制，特别关注LKB1/AMPK/PGC-1α信号轴在介导这一表型调控中的作用。

章节摘要

动物实验

雄性C57BL/6J小鼠（7周龄）购自河南SKB实验动物有限公司，在郑州大学公共卫生学院SPF条件下饲养，温度控制在22 ± 2°C，光照/黑暗周期为12小时，湿度为45%–60%。在8周干预期间每周监测食物摄入量。所有实验方案均获得郑州大学伦理委员会批准，动物护理遵循NIH指南。

方案1 正常小鼠干预：

NOB促进C2C12肌管中氧化型肌纤维标志物的表达

为研究NOB对骨骼肌肌纤维分化的调控作用，对成熟C2C12肌管用递增的NOB浓度（0、5、10和20 μmol/L）进行处理，并检测肌球蛋白重链亚型及氧化代谢相关基因的表达谱。如图1A所示，NOB干预上调了慢缩氧化型肌纤维标志物的mRNA水平，包括MyHC I、MyHC IIa、慢型骨骼肌肌钙蛋白T1（Tnnt1）和核心氧化代谢基因

讨论

骨骼肌纤维可塑性是决定运动能力和全身代谢稳态的核心因素，向糖酵解型纤维表型的转变是肥胖及相关代谢疾病的公认病理标志（Castillo í等，2025年；Serrano等，2023年）。鉴于饮食生物活性化合物具有优良的安全性和较高的转化潜力，它们作为肌肉纤维重塑调节因子的研究兴趣日益增长（Seifishahpar等，

结论

总之，本研究证明NOB促进骨骼肌中氧化型肌纤维标志物的表达，并对运动耐力和肥胖相关代谢紊乱发挥双重有益作用。在机制上，NOB调控LKB1并触发下游AMPK/PGC-1α信号通路来调节氧化型肌纤维表达。在野生型小鼠中，NOB补充增强骨骼肌耐力而不改变体重或身体组成。在

CRediT作者贡献声明

Yu Fangfang：写作——审阅与编辑，资源。 Meng Lingtong：数据整理。 Zhang Yuhang：形式分析。 Liu Keshu：可视化。 Zhang Zilei：方法学。 Cui Tianying：可视化，软件。 Li Wenying：写作——初稿撰写，数据整理。 Ma Zhijin：方法学，调查研究。 Fang Shuhao：写作——初稿撰写，形式分析，数据整理，概念构思。 Kou Guangning：写作——审阅与编辑，监督，资金获取，概念构思

未引用参考文献

Chen等，2025年；Chen等，2025年；Jun等，2024年；Xu等，2020年；Zhang等，2024年。

伦理声明

本研究按照ARRIVE（动物研究：体内实验报告）指南进行。本研究已获得郑州大学伦理委员会批准。

数据可用性

数据可根据要求提供。

资金支持

本工作由河南省自然科学基金（编号：242300421265）资助。

利益冲突声明

? 作者声明不存在已知的利益冲突财务关系或个人关系，这些关系可能被认为会影响本论文所报告的工作。

Shuhao Fang|Zhijin Ma|Wenying Li|Tianying Cui|Zilei Zhang|Keshu Liu|Yuhang Zhang|Lingtong Meng|Fangfang Yu|Guangning Kou