云南农业大学马啸教授团队揭示山奈酚缓解改善小鼠肌肉萎缩的作用机理

学术   2024-11-12 21:15   上海  

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云南农业大学马啸教授团队揭示山奈酚缓解改善小鼠肌肉萎缩的作用机理
云南农业大学马啸教授的研究团队近期在食品科学领域的Top刊《Food Science and Human Wellness》(中科院一区,Top期刊,影响因子5.6)上发表了一项题为“Kaempferol protects against dexamethasone-induced muscle atrophy in mice by increasing PI3K/AKT/mTOR and NRF2/HO-1/KEAP1 signaling pathways: network pharmacology, molecular docking, and experimental validation studies”的研究成果。该论文的第一作者为云南农业大学食品科学技术学院博士研究生张明,马啸教授等为通讯作者,于20241111日在线发表。文章运用网络药理学、分子对接和实验验证研究,揭示了山奈酚(Kaempferol Kea)通过增加PI3K/AKT/mTORNRF2/HO-1/KEAP1信号通路来缓解和改善地塞米松(Dexamethasone Dex)诱导小鼠肌肉萎缩的机理。

研究背景

本研究综合运用了网络药理学、分子对接技术以及实验验证等多种方法,深入探讨了山奈酚(Kaempferol,简称Kae)在缓解地塞米松(Dexamethasone,简称Dex)诱导的小鼠肌肉萎缩方面的作用机理。长期过量使用糖皮质激素如地塞米松,是导致肌肉萎缩的关键因素之一。山奈酚作为一种具有多种生物活性的天然黄酮类化合物,食物来源广泛,其对于肌肉萎缩的具体影响尚未明确。在网络药理学分析中,研究团队确定了山奈酚的275个潜在作用靶点,以及肌肉萎缩相关的12,294个潜在靶点,并成功识别出228个共同的交叉靶点。进一步地,团队基于肌肉萎缩与山奈酚靶点间的蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络,进行了深入的基因本体(GO)分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路分析。

结论与展望

实验验证结果表明,山奈酚通过激活PI3K/AKT/mTOR信号通路、抑制Foxo1/Foxo3活性,并减少下游泛素连接酶Atrogin-1MuRF1的生成,从而有效降低了肌肉萎缩的发生率。此外,山奈酚还能上调NRF2/HO-1/KEAP1信号通路的表达,增强肌肉的抗氧化能力,并抑制环氧合酶-2COX-2)和肿瘤坏死因子αTNF-α)等炎症因子的释放,进而减轻氧化应激和炎症反应对肌肉的损害。这些发现表明,在山奈酚预防肌肉萎缩的过程中,PI3K/AKT/mTORNRF2/HO-1/KEAP1信号通路可能发挥着协同作用。同时,通过分子对接和分子动力学模拟技术,研究团队验证了山奈酚与其潜在靶点的结合能力和稳定性,这进一步支持了山奈酚在预防和治疗肌肉萎缩方面的潜在临床应用价值。未来,研究团队将继续深化对山奈酚作用机制的理解,并积极探索其在临床实践中的应用前景。

部分图文赏析

Kae减缓了Dex诱导的小鼠肌肉损失

Kae可减少Dex诱导的小鼠腓肠肌泛素化因子、炎症因子的释放

Kae与关键靶受体的结构相互作用

山奈酚减轻地塞米松诱导的骨骼肌萎缩的机制示意图

原文链接

https://www.sciopen.com/article/10.26599/FSHW.2024.9250362



通讯作者简介

马啸,男,博士(日本京都大学),云南农业大学食品科学技术学院 博士生导师、教授。云南省教育厅云南特色食用菌绿色产品工程研究中心主任,云南省高原特色农业产业研究院院级平台高原菌物研究院院长,云南省兴滇英才计划青年人才。

研究领域:1)天然产物(野生菌、茶等)成分功效及应用技术研究;2)民族特色食品和药膳的营养学研究与开发应用;3)维持和改善骨骼肌正常质量、强度、功能的生理学基础研究;4)探索生活习惯病(2型糖尿病、脂肪代谢异常等)预防和治疗。




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