PLOS G丨甘振继团队报道骨骼肌线粒体功能和肌纤维类型协同调控决定肌肉健康新机制
骨骼肌是人体最大的代谢和内分泌器官，对机体代谢调控至关重要。近年来的研究表明骨骼肌应对环境刺激发生的代谢适应性重塑是代谢疾病发生的重要调节器，骨骼肌功能紊乱与500多种人类疾病密切相关。线粒体功能和肌纤维类型是骨骼肌功能的两个决定性因素。线粒体代谢生成ATP为肌纤维收缩提供能量，两者紧密偶联，这对于骨骼肌的功能维持，尤其在应对外环境生理刺激亦或是疾病状态下，都至关重要。然而，人们对于线粒体功能和肌纤维类型这两者协同调控的分子机制还不十分清楚。
近日，南京大学医学院模式动物研究所甘振继教授课题组在 PLOS Genetics 上在线发表了题为AMPK-dependent and -independent coordination of mitochondrial function and muscle fiber type by FNIP1 的研究成果。此项工作揭示了骨骼肌线粒体功能和肌纤维类型协同调控决定肌肉健康新机制。
图1. FNIP1蛋白协同调控骨骼肌线粒体功能和肌纤维类型转换决定肌肉健康
甘振继教授课题组在前期研究中，揭示了Fnip1作为miR-499的靶基因，可能参与调控骨骼肌线粒体功能与肌纤维结构（Liu et al, EMBO Mol Med, 2016）。在此研究基础上，该课题组充分利用小鼠遗传学模型，通过在Fnip1全身敲除小鼠中特异性回补肌肉中的FNIP1，发现FNIP1作为关键调节因子，协同调控了骨骼肌线粒体功能和肌纤维类型决定肌肉健康。研究发现FNIP1通过AMPK信号通路调控骨骼肌线粒体氧化代谢功能，但AMPK信号对于FNIP1介导的肌肉I型肌纤维转换却非必须。进一步通过对AMPK的下游PGC-1a进行小鼠遗传学操作，也验证了FNIP1介导AMPK/PGC-1a非依赖的肌肉I型肌纤维类型转换。该研究揭示了FNIP1是肌肉功能关键调节蛋白，通过AMPK依赖和非依赖的机制，协同调控了线粒体功能和肌纤维类型转换，来决定骨骼肌健康，为增强肌肉健康以对抗各种代谢和肌肉疾病提供了新的线索。
南京大学博士研究生肖力玮、刘静和孙宗超为论文共同第一作者，甘振继教授为通讯作者。该项研究得到了合作实验室的大力协助与支持。
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