时间:2025-02-07 发布人:本站编辑 文章来源:“山西白求恩医院 山西医学科学院”公众号
2025年1月27日,山西省医院协会副会长单位——山西白求恩医院 同济山西医院王从义与刘师伟教授团队在Nature Metabolism发表题为Kdm2a inhibition improves skeletal muscle flexibility against metabolic stress的研究论文,就代谢应激下Kdm2a对骨骼肌代谢灵活性的调控及作用进行了深入研究。研究团队通过比较小鼠快收缩肌纤维(FTMs)和慢收缩肌纤维(STMs)的组蛋白甲基化模式,鉴定出Kdm2a作为一个关键的蛋白去甲基化酶经催化H3K36me2去甲基化调控骨骼肌代谢相关基因的转录。在临床胫骨前肌样本分析揭示,KDM2A的表达与BMI呈正相关。
骨骼肌作为机体最大的代谢器官,负责餐后近90%血糖的处理,基础能量消耗占机体能量消耗的35%左右,其可通过改变质量、代谢特征和肌纤维类型提高代谢灵活性以维持机体代谢稳态。研究发现,肥胖及T2D人群骨骼肌中富含线粒体的慢肌纤维比例显著减少,骨骼肌代谢灵活性受损,继而加剧机体代谢紊乱的发生发展。因此,探究代谢应激下介导骨骼肌代谢灵活性调控的分子机制对于临床应对能量摄入过多引发的代谢紊乱有重要意义。
研究团队通过构建骨骼肌特异性Kdm2a敲除小鼠模型证实Kdm2a敲除显著增加富含线粒体的慢肌纤维的比例,将燃料利用及时地从冷应激条件下的葡萄糖转换到肥胖条件下的脂质,保护小鼠抵抗寒冷损伤和高脂肪饮食诱导的肥胖和胰岛素抵抗。在机制上,Kdm2a缺失导致H3K36me2水平显著增加,进而促进Mrg15募集到Esrrg内含子区域,从而促进其内含子剪切增加其表达。KDM2A抑制剂处理高脂饮食小鼠可显著增强其代谢能力抵抗高脂饮食诱导的肥。因此,KDM2A可能是肥胖患者的关键干预靶点,具有极佳的临床转化潜力。
综上所述,本研究强调了KDM2A介导的H3K36me2去甲基化在肌纤维类型转换和重塑骨骼肌代谢灵活性中的关键作用。抑制Kdm2a使骨骼肌具有更高的代谢灵活性,以转换燃料利用,并在代谢应激的挑战下增加产热和能量消耗。这些见解对于理解骨骼肌代谢途径的表观遗传调控之间的相互作用具有重要意义,并为临床环境中代谢紊乱的干预和管理提供了有希望的途径。
王从义及刘师伟教授负责本研究的设计及论文撰写。华中科技大学同济医学院附属同济医院孙飞助理研究员和王宜教授对本研究进行了指导。该项研究工作得到国家重点研发计划(2022YFA0806101),国家自然科学基金(82130023,81920108009,91749207),山西省内分泌与代谢疾病重点实验室(202104010910009)等项目的资助与支持。
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