今天介绍的文献是复旦大学遗传工程国家重点实验室等发表在J Clin Invest期刊上的研究：Myostatin regulates energy homeostasis through autocrine- and paracrine-mediated microenvironment communication——肌抑素通过自分泌和旁分泌介导的微环境通讯调节能量稳态。
研究团队关注的临床问题是肌抑素（MSTN）在调节肌肉质量和代谢中的作用，特别是在肥胖和代谢综合征中的潜在影响。研究发现棕色脂肪细胞来源的MSTN通过自分泌和旁分泌机制调节棕色脂肪组织（BAT）的热生成，特异性敲除小鼠BAT中的MSTN导致小鼠在高脂饮食下体重增加，出现肝脂肪变性和骨骼肌功能受损。具体机制为MSTN敲除的BAT中存在线粒体功能障碍和炎症特征，KLF4和FGF21在MSTN缺失引起的代谢表型和脂肪细胞与巨噬细胞间的微环境通讯中起关键作用：
其中，自分泌途径指的是棕色脂肪细胞（BAT）衍生的肌抑素（MSTN）对相同或邻近的棕色脂肪细胞的影响：棕色脂肪细胞产生的MSTN可以直接作用于细胞自身，调节它们的代谢活动，如线粒体功能和能量消耗。这种自我调节机制涉及到MSTN/SMAD2/3-p38信号通路，该通路在棕色脂肪细胞中介导了KLF4和FGF21的表达。
旁分泌途径则指的是棕色脂肪细胞产生的MSTN或其他因子（如FGF21）对邻近的不同类型细胞（如巨噬细胞）的影响：MSTN的缺失导致FGF21的表达减少，FGF21作为一种信号分子，可以作用于邻近的巨噬细胞从而调节炎症反应。
下面我们看研究团队开展的具体工作。
首先，为了研究肌抑素（MSTN）在棕色脂肪组织（BAT）中对能量代谢的影响，研究团队通过敲除小鼠BAT中的MSTN基因（MSTNΔUCP1模型）进行实验，进而对敲除MSTN的小鼠和对照组小鼠进行高脂饮食，结果发现敲除MSTN的小鼠比对照组小鼠增重更多，出现了进行性的肝脂肪变性和骨骼肌活动受损的现象。这一现象说明MSTN在BAT中可能对调节能量平衡和代谢状态具有重要作用，引出了MSTN如何影响BAT功能的进一步研究问题。
其次，为了深入了解MSTN缺失对BAT功能的具体影响，研究团队进行了RNA-Seq分析。研究发现，在MSTN缺失的BAT中出现了线粒体功能障碍和炎症的分子标志。这些结果表明，MSTN的缺失可能通过影响线粒体功能和促进炎症反应来改变BAT的代谢特性。然而，这引出了新的科学问题，即MSTN是如何通过分子机制影响线粒体功能和炎症反应的。
最后，探究MSTN缺失引起的代谢表型背后的分子机制，研究团队进一步研究发现KLF4和FGF21在其中扮演了关键角色。KLF4被认为是导致观察到的代谢表型的原因，而FGF21则参与了由MSTN缺失引起的脂肪细胞和巨噬细胞之间的微环境通讯。此外，MSTN/SMAD2/3-p38信号通路在脂肪细胞中介导了KLF4和FGF21的表达。这些发现揭示了MSTN通过特定信号通路和分子调节BAT的代谢功能，但也引出了MSTN如何在不同细胞类型中发挥这些作用的新问题。
相关阅读：
如果有基金申请或者课题思路疑问，请联系Alice咨询：
