Nat Commun：骨骼肌中TAK1的超生理激活可促进肌肉生长和对抗肌肉萎缩

在健身房，你不仅仅是在举重，你是在给肌肉细胞供氧，保持这些肌肉的健康、强壮和生长，这一过程被称为肥大（hypertrophy），即由于肌肉细胞大小的增加而增加肌肉质量。相反，在被子里躺着，你的肌肉可能开始萎缩。

科学家们了解到，在肌肉萎缩和肥大的多种情况下，一些信号蛋白被激活，但是人们一直对一种调节先天免疫和促炎症信号通路的蛋白---TAK1---调节骨骼肌质量的作用和机制感到困惑。

在一项新的研究中，来自休斯顿大学的研究人员证实骨骼肌中TAK1的超生理激活会刺激翻译复合物、蛋白合成和肌纤维生长。相关研究结果于2022年4月22日发表在Nature Communications期刊上，论文标题为“Supraphysiological activation of TAK1 promotes skeletal muscle growth and mitigates neurogenic atrophy”。论文通讯作者为休斯顿大学药理与药物科学系教授Ashok Kumar博士。

Kumar和论文第一作者、休斯顿大学药理与药物科学系研究助理教授Anirban Roy使用遗传方法证明了TAK1对于维持健康的神经肌肉接头是不可或缺的，这些神经肌肉接头参与了向骨骼肌传递神经冲动并允许肌肉收缩。

Roy说，“我们的研究结果证实TAK1的靶向失活导致神经肌肉接头紊乱和严重的肌肉萎缩，这与在神经损伤、衰老和癌症恶病质期间观察到的肌肉萎缩非常相似。我们还发现了TAK1和BMP（骨形态发生蛋白）信号通路之间的一种新的相互作用，促进了肌肉的生长。”

营养物、生长激素和举重训练都会导致健康人的骨骼肌肉质量增加。相反，许多疾病往往导致瘦肌肉质量下降。了解调节蛋白和细胞器含量的机制对于确定各种肌肉萎缩疾病和神经肌肉疾病的药物靶标非常重要。

BMP蛋白对骨骼肌中的TAK1进行磷酸化。图片来自Nature Communications, 2022, doi:10.1038/s41467-022-29752-0。

这些作者还报告说，在骨骼肌中超过正常水平地激活TAK1（即超生理激活TAK1）可以阻止因神经损伤导致的过度肌肉损失。肌肉质量的损失对衰老和末期疾病的标准治疗有破坏性影响，如癌症、慢性阻塞性肺病（COPD）、肾衰竭和许多遗传性神经肌肉疾病。

Roy说，“鉴于认识到TAK1信号传导在支持肌肉生长方面的影响，我们的研究为开发针对这些神经肌肉疾病和其他许多疾病的治疗方法和改善生活质量开辟了新的途径。 ”

未来的研究工作将探究使用小分子激活TAK1是否足以促进老年人和多种疾病状态下的肌肉生长和防止肌肉萎缩。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

1. Anirban Roy et al. Supraphysiological activation of TAK1 promotes skeletal muscle growth and mitigates neurogenic atrophy. Nature Communications, 2022, doi:10.1038/s41467-022-29752-0.

2. How it works: The protein that stimulates muscle growth
https://medicalxpress.com/news/2022-04-protein-muscle-growth.html