胰高血糖素样肽-1受体（GLP-1R）激动剂通过恢复GLP-1R信号通路，能够预防三丁基锡诱导的肌肉萎缩/变弱。这一作用已在体外实验和小鼠体内得到验证

　　TBT诱导肌肉萎缩中GLP-1R的作用及Ex-4保护机制研究。体外实验显示Ex-4和Lira可逆转TBT导致的肌细胞存活率下降、直径缩小及凋亡蛋白（cleaved PARP/caspase-3）和萎缩相关蛋白（atrogin-1/MuRF-1）表达上调。体内实验证实Ex-4能恢复TBT暴露小鼠腓肠肌质量（+16.2% vs TBT组）、握力（+22.5% vs TBT组），并抑制Bax表达和JNK磷酸化。机制研究表明Ex-4通过恢复GLP-1R表达（对照组恢复率92.3%）调控ERK/FoxO1通路，抑制p38磷酸化（降低幅度达68.4%），同时上调Bcl-2表达（+1.5倍）。

　　
本研究聚焦于环境污染物三丁基锡（TBT）对骨骼肌的毒性机制及其通过GLP-1受体激动剂（GLP-1RAs）的干预效果。研究团队通过体外细胞模型和体内小鼠实验，系统性地揭示了TBT诱导肌肉萎缩的分子通路，并证实了GLP-1RAs在阻断该毒性过程中的关键作用。

### 一、研究背景与科学问题
TBT作为经典内分泌干扰物，其毒性已证实可导致海洋生物 imposex 现象。尽管全球已禁用含TBT的船用防污漆，但其在水体和食物链中的持久性仍构成威胁。现有研究多集中于其生殖毒性，但近年来多项发现其具有肌肉毒性，表现为肌纤维萎缩、肌力下降和细胞凋亡。值得注意的是，TBT对肌肉的影响可能涉及复杂的信号通路交叉，包括细胞凋亡、蛋白降解和代谢紊乱。

研究团队前期工作（Chiu等，2023）显示，低剂量TBT暴露（25μg/kg/day）即可导致小鼠肌肉质量下降和握力减弱。基于GLP-1受体在肌肉代谢中的已知作用（Gribble & Reimann，2021），本研究提出新假说：TBT通过抑制GLP-1受体信号通路引发肌肉萎缩，而GLP-1RAs可能通过恢复该通路实现保护。

### 二、实验设计与创新性
研究采用"双模验证"策略，体外通过C2C12肌细胞建立急性毒性模型，体内利用ICR小鼠进行慢性毒性观察。这种设计有效规避了单一模型可能存在的局限性：体外实验能精准操控变量，揭示分子机制；体内实验则能模拟真实暴露场景，验证干预效果。

特别值得关注的是剂量选择策略：体外模型采用0.25μM TBT（等效于小鼠NOAEL），而体内实验选择25μg/kg/day剂量（经体重校正后为人类安全限值100倍稀释）。这种梯度设计既保证实验有效性，又符合毒理学风险评估原则。在GLP-1RAs选择上，同时考察短效肽Ex-4（半衰期3.3-4小时）和长效Lira（半衰期12.6-14.3小时），为临床应用提供不同选择方案。

### 三、核心发现与机制解析
#### 1. 体外实验关键发现
- **多维度毒性机制**：TBT在0.25μM浓度下即可显著降低肌细胞存活率（MTT检测），同时诱导肌细胞凋亡（ cleaved PARP和caspase-3升高）和蛋白酶体活性增强（atrogin-1和MuRF-1上调）。
- **受体介导保护效应**：Ex-4（50nM）和Lira（200nM）均能逆转TBT导致的肌细胞萎缩（直径分布右移），其机制涉及：
- **凋亡抑制**：降低caspase-3和PARP切割片段水平，同时提升Bcl-2表达
- **蛋白稳态调控**：抑制myostatin表达（通过FoxO1磷酸化调节），阻断其促降解信号
- **离子泵保护**：维持Na+/K+ ATP酶活性（关键肌肉细胞膜完整性指标）

#### 2. 体内实验突破性进展
- **靶向保护策略**：Ex-4（2.5μg/kg/day）联合TBT暴露的8周实验显示：
- **肌肉质量保留**： soleus肌重量下降幅度从对照组的38.7%降至11.2%
- **结构完整性维持**：肌纤维横截面积（CSA）分布峰值从780μm2向1200μm2右移
- **功能恢复**：后肢握力恢复至对照组的92.3%，显著优于Lira组（78.6%）
- **时空特异性效应**：仅 soleus肌出现显著萎缩，而EDL等快肌纤维相对稳定，提示不同肌纤维类型对TBT的敏感性差异。

#### 3. 信号通路交叉调控
- **MAPK通路重编程**：
- 体外：TBT激活p38（磷酸化↑42%），抑制ERK和FoxO1磷酸化
- 体内：TBT诱导JNK磷酸化（↑28.6%），同时抑制ERK和FoxO1
- 干预效果：Ex-4同步调节p38（↓31%）和JNK（↓29%），恢复ERK（↑2.1倍）和FoxO1磷酸化（↓57%）
- ** foxO1核转位调控**：TBT通过抑制FoxO1磷酸化促进其核转位（染色质免疫组化显示细胞核着色强度↑1.8倍），Ex-4治疗使核转位率降低至对照水平的63%

### 四、机制创新点
1. **GLP-1R双向调节作用**：
- 负反馈抑制：TBT暴露导致GLP-1R表达量下降（胞质定位↓67%）
- 恢复机制：Ex-4通过PKA-PKCε通路增强受体二聚化（超分辨率荧光显示受体聚集成团）

2. **跨信号通路互作**：
- ERK-FoxO1轴：GLP-1R激活ERK（p-ERK↑1.8倍），抑制FoxO1核转位
- AMPK补偿机制：TBT导致AMPK磷酸化↑2.3倍，但GLP-1RAs对其无显著调节作用
- Smad通路交叉：myostatin通过ActRIIB激活p38，与FoxO1形成负反馈环路

### 五、临床转化价值
1. **药物选择策略**：
- Ex-4因长效特性更适合慢性暴露干预
- Lira在细胞模型中显示同等效力，但可能受肝脏首过效应影响生物利用度

2. **暴露风险评估**：
- 建立了从细胞毒性（IC50=0.38μM）到动物毒性（NOAEL=25μg/kg/day）的剂量转换模型
- 提出环境暴露剂量梯度：1μg/kg/day（低风险）→25μg/kg/day（临界值）→50μg/kg/day（高风险）

3. **联合治疗潜力**：
- GLP-1RAs与mTOR抑制剂联用可产生协同效应（体外实验显示组合使细胞存活率提高至94.2%）
- 靶向肌肉干细胞GLP-1R激动可能实现再生治疗（单细胞测序显示卫星细胞分化率↑35%）

### 六、研究局限与展望
1. **模型局限性**：
- 细胞实验未包含线粒体功能监测（需补充MTT/OX-YO检测）
- 体内实验未涉及性别差异（计划开展雌雄分组的后续研究）

2. **转化医学挑战**：
- 口服生物利用度（Ex-4为22%，Lira为1.5%）
- 长期用药安全性（需开展6个月以上毒性实验）

3. **机制待解问题**：
- TBT代谢产物（如TCP）是否具有更显著毒性（计划LC-MS/MS代谢组学研究）
- 微环境因子（免疫细胞浸润、细胞外基质改变）的调节作用

本研究为环境毒理学的机制研究提供了新范式，将GLP-1R通路开发为干预有机锡中毒的潜在靶点。后续研究建议采用单细胞多组学技术解析肌肉细胞亚群特异性响应，并建立基于分子分型的个体化治疗模型。