myostatin调控脂肪酸代谢的分子机制

肥胖和2型糖尿病已成为一种严重威胁人类健康的常见病。目前认为胰岛素抵抗是导致2型糖尿病的主要因素。研究表明，在静息状态下，骨骼肌组织的葡萄糖代谢占全身葡萄糖代谢的20%，而餐后所致的高胰岛素状态下，骨骼肌的葡萄糖代谢占全身葡萄糖代谢的75-95%。因此研究肌肉胰岛素抵抗的机制，为改善机体胰岛素抵抗具有重要意义。Myostatin 作为骨骼肌分泌的生长发育因子在骨骼肌生长发育中起着十分重要的作用。最近研究表明，Myostatin可能在缓解胰岛素抵抗方面具有一定功能。但至今为止，Myostatin是否具有改善胰岛素抵抗的作用尚不清楚。本项目在前期研究工作基础上，利用Myostatin基因敲除小鼠，从分子、细胞到整体动物水平，探讨myostatin在脂肪酸代谢中的功能及其细胞信号转导通路。为有效利用myostatin 重要生理功能进而改善机体的糖、脂代谢以达到减轻胰岛素抵抗的生物学功提供理论依据

Myostatin是一种分泌型生长因子，主要在骨骼肌组织中表达，对骨骼肌生长具有负调控作用。最近研究表明，Myostatin 的功能缺失或基因敲除鼠不仅肌肉体积增大，而且改善了胰岛素敏感性。我们的研究表明，Myostatin能够在多方面调节糖代谢水平：促进葡萄糖吸收与消耗、增加糖酵解、抑制糖原合成。进一步分析Myostatin调节糖代谢的分子机制发现，Myostatin通过激活AMPK促进糖酵解。这些发现为Myostatin在骨骼肌细胞中通过AMPK信号通路调节糖代谢提供了有力的实验证据。有趣的是，基因芯片分析发现，Myostatin KO小鼠骨骼肌脂肪酸氧化相关基因表达下调。这些下调的基因涉及到脂肪酸氧化的各个环节，从细胞膜上的脂肪酸转运载体（CD36，FABP3）到脂肪酸在细胞质中的活化（ACS），再到转运活化的脂酰辅酶A到线粒体内进行β氧化的转运载体（CPT1b）以及线粒体内脂肪酸β氧化所需的所有酶。提示myostatin KO小鼠骨骼肌的脂肪酸氧化可能低于正常野生小鼠。Myostatin缺失可能导致肌肉脂肪酸氧化水平下调。本研究提示继续深入探讨Myostatin在代谢方面的功能对于综合理解Myostatin对骨骼肌发育和能量代谢中的作用具有重要意义。