Nature：穀氨醯胺能夠防止肌肉受傷和衰老

2020-11-02 藥渡

近日，Massimiliano Mazzone教授（VIB-KU魯汶癌症生物學中心）領導的團隊與Emanuele Berardi博士和Min Shang博士合作，揭示了炎症細胞和肌肉乾細胞之間的新的代謝對話。研究人員表明，用GLUD1的抑制劑加強這種代謝串擾可促進穀氨醯胺的釋放，並在創傷，局部缺血和衰老等肌肉變性實驗模型中改善肌肉再生和身體機能。除了具有轉化潛力外，這項工作還在包括肌肉生物學，免疫代謝和幹細胞生物學在內的多個研究領域中提供了重要的進展。

穀氨醯胺的作用
骨骼肌有助於我們的身體移動，但它也是大量以蛋白質形式存儲的胺基酸儲備，它會影響整個人體的能量和蛋白質代謝。胺基酸穀氨醯胺的作用因其豐富而被認為對肌肉代謝至關重要。然而，其在創傷後或在慢性肌肉退行性疾病期間的確切作用在很大程度上被忽略了。


Massimiliano Mazzone教授的研究小組觀察到，在受損或衰老過程中，肌肉中穀氨醯胺的正常水平由於死去的肌肉組織而降低。研究人員確定了損傷後到達的炎症細胞與駐留的肌肉乾細胞之間的代謝對話。這種細胞串擾可重新建立肌肉中穀氨醯胺的原始水平，並在此過程中促使肌肉纖維再生。

再生肌肉
研究人員使用體外和體內最新技術方法顯示，肌肉損傷，局部缺血和與衰老相關的肌肉消瘦是穀氨醯胺減少的特徵。造成這種情況的原因之一是由於肌肉本身的損傷而導致穀氨醯胺產生的損失。

Berardi博士解釋說：「使用遺傳工具和抑制穀氨醯胺代謝的酶GLUD1的藥理學，我們可以防止損傷後穀氨醯胺的下降。這導致稱為巨噬細胞的炎性細胞過度生產穀氨醯胺，並在隨後到達肌肉損傷。新產生的穀氨醯胺可被肌肉乾細胞用於迅速再生受損的肌肉組織。我們在急性和慢性退化性疾病（例如衰老）中發現了同樣的東西，從而使肌肉功能恢復更快。」

防止變性
這項研究揭示了穀氨醯胺作為一種傳感器分子，其在肌肉組織中的水平控制著再生程序，並表明GLUD1是一種治療靶標，可以在急性損傷或慢性退化性疾病（例如衰老）後為肌肉再生提供機會。


Mazzone教授強調了其發現的潛力：「這為治療退化性肌肉疾病（包括創傷，局部缺血和衰老）提供了希望。隨著全球人口平均年齡的不斷增加，伴隨健康的發展，後者尤其對醫療保健構成了重大挑戰在與VIB Discovery Sciences和藥物設計與發現中心的共同努力下，我們目前正在開發和測試更具選擇性的GLUD1抑制劑，以治療包括肌肉營養不良在內的慢性肌肉萎縮症。」

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