小動物跑步機助力BMC Bio / DHA通過信號通路改善骨骼肌功能

- 肥胖與骨骼肌功能：肥胖導(dǎo)致骨骼肌纖維類型從慢�。ㄑ趸�型）向快�。ㄌ墙徒庑停┺D(zhuǎn)變，降低運動耐力和代謝功能。

- DHA的作用：DHA（二十二碳六烯酸）作為ω-3多不飽和脂肪酸，被報道可改善肌肉功能，但其分子機制尚不明確。

- m6A修飾的作用：N6-甲基腺苷（m6A）是mRNA的主要表觀遺傳修飾，參與調(diào)控基因表達(dá)，但其在DHA調(diào)節(jié)骨骼肌中的作用未知。

浙江大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院在《BMC Biology》 發(fā)表文章“DHA alleviates diet-induced skeletal muscle fiber remodeling via FTO/m ⁶ A/DDIT4/PGC1α signaling “，研究發(fā)現(xiàn)DHA通過FTO/m ⁶A/DDIT4/PGC1α信號通路改善骨骼肌功能，為肥胖相關(guān)肌肉功能障礙的營養(yǎng)干預(yù)提供了新的思路和潛在靶點。

研究方法：

1. 動物模型

- 高脂飲食（HFD）誘導(dǎo)肥胖小鼠：分為正常飲食（NFD）、HFD、HFD+DHA三組，持續(xù)10周。

- 功能評估：體重、脂肪積累、葡萄糖耐量（GTT）、胰島素敏感性（ITT）、運動耐力（倒置篩網(wǎng)和跑步機測試）。

2. 細(xì)胞模型

- C2C12肌母細(xì)胞分化：不同濃度DHA處理，檢測肌管形成、線粒體含量及基因表達(dá)。

3. 分子機制

- m6A修飾分析：LC-MS/MS檢測總m6A水平，MeRIP-qPCR驗證特定基因（如Ddit4）的m6A修飾。

- 基因沉默與過表達(dá)：siRNA敲低FTO或Ddit4，質(zhì)粒過表達(dá)FTO-WT/MUT，分析對PGC1α和線粒體的影響。

- 蛋白互作：RIP-qPCR驗證YTHDF2與Ddit4的結(jié)合，mRNA穩(wěn)定性實驗分析Ddit4半衰期。

主要結(jié)果：

1. DHA改善肥胖相關(guān)代謝異常

- 體重與脂肪：HFD+DHA組體重、脂肪量顯著低于HFD組，肝脂沉積減少。

- 代謝功能：GTT和ITT結(jié)果顯示DHA改善葡萄糖耐量和胰島素敏感性。

2. DHA促進(jìn)慢肌纖維轉(zhuǎn)換

- 肌肉結(jié)構(gòu)：HFD+DHA組比目魚�。⊿OL）重量增加，腓腸�。℅AS）纖維直徑增大。

- 纖維類型：慢肌基因（Myh7、Tnni1）上調(diào)，快肌基因（Myh4）下調(diào)，線粒體DNA含量增加。

- 運動耐力：倒置篩網(wǎng)和跑步機測試顯示DHA組運動時間和距離顯著延長。

3. 分子機制

- FTO/m ⁶A軸：DHA上調(diào)FTO（m6A去甲基化酶），降低Ddit4 mRNA的m ⁶A修飾。

- DDIT4穩(wěn)定：低m ⁶A的Ddit4 mRNA避免被YTHDF2識別降解，促進(jìn)其翻譯。

- PGC1α激活：DDIT4蛋白積累激活PGC1α，促進(jìn)線粒體生物合成和慢肌纖維形成。

機制示意圖：

DHA → 上調(diào)FTO → 降低Ddit4 mRNA的m ⁶A修飾 → 抑制YTHDF2介導(dǎo)的降解 → DDIT4蛋白積累 → 激活PGC1α → 線粒體生成↑ + 慢肌纖維轉(zhuǎn)換↑

實驗中骨骼肌功能測試：

為了進(jìn)行倒置網(wǎng)格測試，小鼠被直立放置在網(wǎng)格上，隨后網(wǎng)格被旋轉(zhuǎn)180°。記錄小鼠掉下來的時間。對于跑步距離測試，小鼠被禁食2小時，并在跑步機上適應(yīng)（南京卡爾文生物科技有限公司，KW-PT)1周，速度逐漸增加(5-10米/分鐘)10分鐘。跑步距離測試在10°坡度上進(jìn)行，小鼠以10米/分鐘的速度跑前10分鐘，然后每10分鐘增加2米/分鐘，直到無法在跑步機上停留超過5秒(0.5mA)為止，小鼠在疲勞后立即被移除。

結(jié)論與意義：

1. 創(chuàng)新性發(fā)現(xiàn)

- 首次揭示DHA通過FTO/m ⁶A/DDIT4/PGC1α通路調(diào)控骨骼肌纖維類型轉(zhuǎn)換，為肥胖相關(guān)肌肉功能障礙提供新機制。

2. 應(yīng)用價值

- DHA可能作為潛在營養(yǎng)干預(yù)手段，通過調(diào)節(jié)RNA甲基化改善肌肉代謝，延緩肥胖相關(guān)肌肉退化。

3. 研究局限

- 需進(jìn)一步驗證DHA對FTO的直接調(diào)控機制及長期安全性。

- 探索其他m ⁶A修飾基因在肌肉功能中的作用。