骨骼肌約占人體體重的30%-4 5 %, 是人體最大的器官。骨骼肌穩態 在維持運動能力 , 調節全身代謝穩態 ,防止肥胖、糖尿病、心腦血管疾病等方面具有重要意義。 然而, 骨骼肌在30歲左右到達峰值, 從 35歲開始 骨骼肌質量和力量 緩慢下降, 40歲 后衰老加速 ,50歲后顯著 流失 。骨骼肌質量和功能的持續下降可導致肌肉減少癥(簡稱肌少癥,sarcopenia),顯著增加老年人衰弱、跌倒、殘疾甚至死亡的風險。目前,全球60歲以上人群中,肌少癥的患病率約為5%-22%,而我國60歲以上肌少癥患者人數預計已超過2000萬 ,具有明顯的地區差異 。研究表明,肌少癥患者的平均住院費用顯著高于非肌少癥患者。隨著肌少癥患病人數不斷增加,家庭照護需求、醫療資源壓力及社會經濟負擔也將顯著加重,亟需社會的 廣泛 關注和重視。
在肌少癥人群中 , 有很大一 部分患者在骨骼肌質量減少的同時伴隨 脂肪大量堆積, 體脂比例升高,形成一種復雜的代謝綜合征,稱為肌少癥性肥胖( s arcopenic obesity)。隨著年齡增長,慢性低度炎癥狀態(即“炎性衰老”,inflammaging)不僅加速蛋白質的分解代謝,抑制肌肉合成,還促進脂肪細胞的增殖和肥大,導致脂肪組織異常積累。堆積的脂肪組織,尤其是內臟脂肪,不僅作為能量儲存庫,還充當活躍的代謝和內分泌器官。過量的脂肪組織通過分泌炎性因子等活性物質,不僅加劇全身性炎癥反應,還直接激活骨骼肌的分解代謝通路,進一步加重肌肉流失。此外,脂肪堆積引發的胰島素抵抗會顯著干擾肌肉對葡萄糖的攝取和利用,導致能量代謝紊亂,從而加速肌肉萎縮的進程。然而,目前針對肌少癥的干預策略主要集中于營養補充和運動訓練。因此,系統性揭示肌少癥風險因素及其作用機制,識別關鍵疾病靶點 并 開發針對性的干預策略,對于肌少癥防治具有重要意義。
2025年6月 23 日,四川大學華西醫院 戴倫治、董碧蓉、岳冀蓉 和 張惠媛 研究團隊合作在 Nature Aging 上發表了題為Sarcosine decreases in sarcopenia and enhances muscle regeneration and adipose thermogenesis by activating anti-inflammatory macrophages的研究論文。該研究基于中國西部多地區老年人群隊列,首次揭示了肌少癥患者的代謝異質性,發現血漿中N-甲基甘氨酸(sarcosine)水平在高齡人群和肌少癥人群中均顯著下降,是肌少癥的潛在風險因素。小鼠實驗證實外源性補充N-甲基甘氨酸能夠通過促進抗炎巨噬細胞極化,有效減少衰老過程中的脂肪堆積,同時維持骨骼肌質量在一個較高的水平,并且加速骨骼肌損傷修復。該研究為補充N-甲基甘氨酸作為干預肌少癥的新策略提供了科學依據,具有潛在的臨床轉化價值。
本研究基于中國西部 多個 地區1013例 老年 人 的 血漿代謝組學與脂質組學 數據, 通過多元線性回歸分析 獲得 與年齡、骨骼肌指數(SMI)、步速(GS)和握力(HGS)顯著相關的代謝物, 以及在 肌少癥及嚴重肌少癥患者中顯著 變化的 代謝物。 通過無監督一致性聚類算法對肌少癥患者進行代謝分型,發現特定代謝物組合的動態變化與疾病嚴重程度相關,首次從代謝維度證實了肌少癥的異質性特征 。 進一步,研究者利用機器學習成功篩選出包含11種關鍵代謝物的診斷標志物組合。該代謝物組合與性別聯合構建的診斷模型在受試者工作特征分析中展現出優異的肌少癥判別效能。這一發現不僅從代謝視角解析了肌少癥分子特征,也為臨床早期篩查和精準干預提供了潛在生物標志物靶點。
進一步 研究發現,血漿 N -甲基甘氨酸水平在 老年 個體和肌少癥患者中均顯著降低,且其下降程度與 骨骼肌 質量和 骨骼肌 功能的衰退呈顯著正相關。 老年 個體 中 血漿 N -甲基甘氨酸水平 下降 在不同物種中表現出高度保守性。為探究 N -甲基甘氨酸的功能,研究者 通過對 自然衰老小鼠長期 外源性補充,發現 補充 N -甲基甘氨酸可 激活脂肪產熱關鍵信號通路, 顯著抑制增齡過程中的脂肪積累并增加脂肪產熱, 而 同時 骨骼肌質量還略微增加。骨骼肌穩態對于維持肌少癥患者的正常代謝,降低胰島素抵抗風險至關重要 。此外, 研究發現 N -甲基甘氨酸還能顯著促進小鼠的 骨骼肌 損傷修復 ,對防止因骨骼肌損傷導致的肌肉流失具有重要意義 。機制研究發現, 巨噬細胞是 N -甲基甘氨酸的重要靶點。 N -甲基甘氨酸處理小鼠骨髓來源巨噬細胞(BMDMs)后,可 以下調氨基酸轉運蛋白表達, 降低細胞內多種氨基酸水平,進而激活氨基酸感受器GCN2-eIF2α-ATF4信號通路 , 促進抗炎性巨噬細胞標志基因 Arg1 表達,增強了巨噬細胞向抗炎表型的極化 ,而用抑制劑阻斷GCN2信號通路,有效地抑制了 N -甲基甘氨酸 調控巨噬細胞向抗炎表型極化 。通過 增加抗炎巨噬細胞數目 , N -甲基甘氨酸 可以發揮減脂護肌的功能 。
綜上所述,該研究揭示了肌少癥的代謝異質性及肌少癥的風險代謝因素,開發了肌少癥診斷模型,證實補充N-甲基甘氨酸能夠顯著增加脂肪產熱,減少白色脂肪的同時增加瘦體重比例,并且發現N-甲基甘氨酸能夠促進骨骼肌損傷修復。結合阻力運動及營養干預, N -甲基甘氨酸有望成為干預肌少癥,尤其是肌少癥 性 肥胖的一種新型策略,具有重要的應用潛力。 N -甲基甘氨酸 安全性和有效性也在進一步的評價當中。
四川大學生物治療全國重點實驗室和華西醫院國家老年疾病臨床研究中心戴倫治研究員、董碧蓉 主任 、岳冀蓉 主任 和張惠媛教授為本文的共同通訊作者,劉宇博士、葛美玲博士、肖茜娜博士和盧瑩博士為本文的共同第一作者。
https://www.nature.com/articles/s43587-025-00900-7
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