长期使用糖皮质激素可能导致骨骼肌萎缩、肌力下降和运动耐力减弱。虽然目前已经知道糖皮质激素能够抑制肌肉蛋白合成、促进蛋白降解,但其诱导肌肉组织损伤的具体机制仍未完全明确。
近日,研究团队在《Advanced Science》发表研究,发现脂质运载蛋白2(Lipocalin 2,LCN2)是糖皮质激素诱导肌肉萎缩的重要调控因子。
文献信息
英文题目: Loss of LCN2 Function Ameliorates Glucocorticoid-Induced Muscle Atrophy via Remodeling the Extracellular Matrix
期刊: Advanced Science
发表年份: 2026年
DOI: 10.1002/advs.77189
通讯作者: 王娟、王海东教授
研究背景
骨骼肌周围存在由胶原蛋白、蛋白聚糖和黏附分子组成的细胞外基质(ECM)。ECM不仅能够支撑肌纤维,还参与机械信号传导和肌肉蛋白代谢。
研究团队推测,糖皮质激素诱导的肌肉萎缩,可能不仅与肌纤维内部的蛋白代谢异常有关,也与ECM结构破坏有关。
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论文上线截图
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糖皮质激素显著诱导LCN2表达
研究人员通过分析小鼠和人类肌肉数据发现,地塞米松处理后,肌肉组织和肌管细胞中的LCN2表达均明显升高。
进一步实验表明,糖皮质激素能够激活糖皮质激素受体(GR),使其结合到Lcn2启动子上的糖皮质激素反应元件(GRE),从而直接促进LCN2转录。
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糖皮质激素诱导的肌肉萎缩与LCN2水平升高相关
2
LCN2过表达可直接诱导肌肉萎缩
在小鼠骨骼肌中过表达LCN2后,研究人员观察到:
- 多个肌群重量下降;
- 肌纤维横截面积缩小;
- 握力和悬挂耐力下降;
- 跑台运动距离减少。
细胞实验也显示,LCN2过表达会使肌管直径变小,并抑制肌肉蛋白合成。
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外源性LCN2可诱导小鼠发生细胞外基质损伤及骨骼肌萎缩
3
LCN2通过MMP9破坏细胞外基质
机制研究发现,LCN2能够与基质金属蛋白酶9(MMP9)发生特异性结合,促进ECM中胶原成分降解。
ECM受损后,整合素-FAK机械信号减弱,进一步抑制PI3K-AKT-mTOR蛋白合成通路,同时激活FOXO、Atrogin-1和MuRF1介导的蛋白分解通路,最终导致肌肉萎缩。
4
敲低LCN2可减轻糖皮质激素性肌萎缩
在小鼠骨骼肌中特异性敲低LCN2后,地塞米松引起的肌肉重量下降、肌纤维萎缩、握力下降和运动耐力降低均得到明显改善。
在人原代肌管中,敲低LCN2同样能够恢复肌管直径、胶原蛋白表达和蛋白合成能力。
值得注意的是,在正常状态下,敲低LCN2并未明显影响小鼠的基础肌肉质量和运动功能。
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骨骼肌特异性沉默LCN2可缓解糖皮质激素诱导的肌肉萎缩
研究意义
本研究提出了一个新的作用机制:糖皮质激素 → GR → LCN2 → MMP9 → ECM损伤 → FAK-PI3K-AKT-mTOR信号受抑 → 肌肉萎缩
以往关于糖皮质激素性肌肉萎缩的研究,主要集中于肌肉蛋白合成和分解失衡。本研究则进一步强调了细胞外基质和机械信号传导的重要作用。
研究结果提示,LCN2-MMP9轴可能成为糖皮质激素性肌病潜在的干预靶点,LCN2也可能成为疾病监测的候选生物标志物。
不过,目前证据主要来自小鼠模型和体外细胞实验,未来仍需要更多临床样本和人体研究进行验证。
总体来看,这项研究揭示了LCN2通过破坏细胞外基质促进糖皮质激素性肌肉萎缩,为理解和干预糖皮质激素相关肌病提供了新的研究方向。
本研究使用的赛昂斯行为学研究仪器
1.抓力测定仪
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实验结果图
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SA415Pro大小鼠抓力测定仪,江苏赛昂斯
2.小动物跑步机
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实验结果图
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SA101Pro小动物跑步机,江苏赛昂斯
注:个人观点,仅供参考。
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