综述:肌因子介导的肌肉-器官互作:分子机制与临床意义

【字体: 时间:2025年09月16日 来源:Biochemical Pharmacology 5.6

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  这篇综述系统阐述了运动诱导骨骼肌分泌肌因子(myokines)通过自分泌、旁分泌和内分泌途径调控多器官互作的分子机制,创新性提出"肌因子介导的多器官代谢网络"理论,揭示了IL-6、irisin等650余种肌因子在能量代谢(FGF21)、神经保护(BDNF)、肿瘤免疫(OSM)等6大生物轴中的多靶点调控作用,为代谢疾病、神经退行性疾病和癌症的"运动模拟分子"治疗提供新方向。

  

肌肉-肌肉对话

骨骼肌通过分泌LIF、BDNF、IL-6等肌因子形成自我调控环路。IL-6在运动后循环水平激增100倍,通过AMPK通路促进葡萄糖摄取;肌肉特异性TRIM蛋白MG53通过调控TGF-β信号抑制成纤维细胞转化,显著减少瘢痕形成。

肌肉-骨骼对话

运动刺激触发肌骨因子双向分泌:irisin通过MAPK/p38/Akt轴促进成骨分化,同时抑制破骨细胞活性;骨源性骨钙素(osteocalcin)反向调节肌肉糖代谢,形成力学-化学耦合反馈环。

肌肉-脂肪对话

Irisin诱导白色脂肪棕色化(browning),通过UCP1介导产热效应;FGF21激活脂肪组织脂解酶ATGL,与肌肉分泌的myonectin(CTRP15)协同调控脂质周转。

肌肉-脑轴

运动诱导的BDNF穿越血脑屏障(BBB),激活TrkB受体促进神经突触可塑性;IL-6通过JAK-STAT3通路维持BBB完整性,改善阿尔茨海默病模型中的Aβ清除效率。

心血管保护

肌肉源性IL-15通过AMPKα-PGC1α轴增强心肌细胞线粒体生物合成;irisin上调内皮细胞eNOS表达,改善血管舒张功能,其血清水平与冠心病严重程度呈负相关。

代谢器官调控

肝脏中,运动诱导的FGF21促进脂肪酸β氧化;胰腺β细胞通过musclin增强葡萄糖刺激的胰岛素分泌(GSIS);肠道菌群代谢物与肌肉SPARC蛋白形成肠-肌轴调控网络。

肿瘤微环境重编程

乳腺癌模型中,运动提升抑癌肌因子oncostatin-M(OSM)水平;结直肠癌患者血清irisin水平与氧化应激标志物呈负相关,提示其诊断潜力。

再生医学应用

MG53在皮肤创伤修复中展现无瘢痕愈合特性;irisin通过调控IRE1α-TXNIP/ROS-NLRP3通路改善多囊卵巢综合征(PCOS)的卵泡功能障碍。

临床转化挑战

当前三大研究前沿包括:建立肌因子时空分泌图谱、绘制器官间受体-配体互作网络、开发系统生物学预测模型。纳米硒联合irisin在COPD治疗中的协同效应,为"运动药理学"提供范例。

该多器官调控网络的解析,不仅阐明运动益处的分子基础,更推动精准化运动处方和肌因子靶向疗法的临床转化,为代谢综合征、神经退行性疾病和癌症防治提供全新干预策略。

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