β-羟基丁酸改善老年肌少症

——南昌大学人类衰老研究所发现组蛋白β-羟基丁酰化可逆转老年肌少症


常说“千金难买老来瘦”,认为减轻体重就会降低三高(高血压、高血脂高血糖)风险。殊不知多数老年人变瘦并不是因为脂肪减少,而是骨骼肌的减少,患上了“肌少症”。

骨骼肌是人体占比最大的器官,在维持运动功能代谢调节方面发挥重要作用。随着年龄的增长,骨骼肌会发生肌肉萎缩,当萎缩到一定程度出现肌少症肌少症属于老年综合征,其特点是肌肉质量、力量和功能的逐渐下降。通常在人体40岁左右开始显现,并在75岁左右后加速进展。肌少症对老年人群健康产生了重大影响,导致生活质量下降,包括虚弱、摔倒甚至残疾。

目前临床上尚无针对肌少症的药物改善肌少症有效方法是营养和运动结合的干预模式:营养干预包括增加蛋白质摄入以及补充维生素D;运动干预包括力量训练和有氧运动。另外,包括卡路里限制、生酮饮食等饮食方式也是延缓肌少症的潜在策略。虽然生活方式干预对改善肌少症有效。但其机制仍不清楚。

南昌大学人类衰老研究所的向阳研究团队发现卡路里限制、生酮饮食、中高强度运动等干预都会产生一种关键的小分子——β-羟基丁酸(β-HB),进一步研究发现β-HB的生成能力与肌肉质量呈正相关,而且β-HB生成能力随着年龄的增长而下降。外源补充β-HB能够逆转老年小鼠的肌肉质量下降,从而改善运动功能。增加内源性β-HB的生产能力可以改善老年个体的运动功能。在生物学机制上,β-HB对骨骼肌的保护作用是通过组蛋白β-羟基丁酰化(Kbhb)修饰,调控基因表达来实现的。β-HB通过增强线粒体途径相关基因的表达并改善线粒体功能,从而发挥保护作用。抑制组蛋白Kbhb会消除β-HB在肌少症中的保护作用,这为β-HB和组蛋白Kbhb在逆转肌少症中的有益作用提供了有力证据,表明靶向β-HB生产和/或Kbhb可能成为解决与年龄相关的肌少症的潜在治疗策略,这对于不宜运动的高龄老年人群尤其重要!

该研究2024年7月31日发表于衰老研究领域经典杂志《Aging Cell》(DOI: 10.1111/acel.14284)。文章题目:“Histone β-hydroxybutyrylation is critical in reversal of sarcopenia” 博士后王齐权为本文第一作者,向阳教授和田小利教授为本文共同通讯作者。本研究得到了科技部重点研发计划、国家自然科学基金及江西省自然科学基金的资助。

附图:β-HB和组蛋白Kbhb作用机制示意图。