題圖 | Unsplash

撰文 | 宋文法

隨著年歲增長(zhǎng)，肌肉質(zhì)量和力量會(huì)出現(xiàn)進(jìn)行性下降，即肌少癥，這直接威脅老年人的行動(dòng)能力和生活質(zhì)量。肌肉干細(xì)胞（MuSC）是肌肉修復(fù)的核心，但衰老會(huì)使其數(shù)量減少、激活與增殖能力顯著下降。然而，肌肉干細(xì)胞從靜息狀態(tài)到激活狀態(tài)需要?jiǎng)×业拇x重編程，目前，尚不清楚支持快速細(xì)胞代謝重編程的代謝通路。

谷氨酰胺，是一種多功能代謝底物，可參與氨基酸合成、核苷酸合成、能量產(chǎn)生等。在骨骼干細(xì)胞中，谷氨酰胺代謝已被證實(shí)對(duì)細(xì)胞增殖和組織形成至關(guān)重要。

此外，在一些快速分化的細(xì)胞中，還存在一條非典型的谷氨酰胺代謝通路：還原性羧化通路，即谷氨酰胺通過(guò)逆向還原性三羧酸（TCA）循環(huán)生成檸檬酸，用于脂肪酸從頭合成，為細(xì)胞提供脂質(zhì)原料。然而，不清楚這一通路是否存在于肌肉干細(xì)胞中。

2026年5月14日，美國(guó)杜克大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)在"Nature Aging"期刊上發(fā)表了一篇題為" Glutamine-driven reductive TCA cycle metabolism supports aged muscle stem cell function via de novo lipogenesis "的研究論文。

研究顯示，谷氨酰胺代謝是激活肌肉干細(xì)胞的核心，谷氨酰胺酶（GLS）將谷氨酰胺轉(zhuǎn)化為多種代謝產(chǎn)物，尤其是通過(guò)逆向TCA循環(huán)生成檸檬酸，用于脂肪酸從頭合成，為肌肉干細(xì)胞快速增殖提供必需的脂質(zhì)原料。

然而，衰老會(huì)導(dǎo)致GLS酶水平顯著下降，導(dǎo)致谷氨酰胺代謝顯著受損，使逆向TCA循環(huán)生成的檸檬酸水平下降80%，無(wú)法滿足肌肉干細(xì)胞增殖和再生能力。

重要的是，恢復(fù)GLS酶水平，或體內(nèi)直接補(bǔ)充油酸+棕櫚酸，可顯著逆轉(zhuǎn)肌肉干細(xì)胞衰老，恢復(fù)肌肉再生、行走、運(yùn)動(dòng)功能。

在這項(xiàng)最新研究中，研究團(tuán)隊(duì)首先發(fā)現(xiàn)，肌肉干細(xì)胞激活高度依賴谷氨酰胺代謝，抑制谷氨酰胺酶（GLS）會(huì)直接抑制肌肉干細(xì)胞增殖、再生能力。GLS會(huì)將谷氨酰胺轉(zhuǎn)化為多種代謝底物，尤其是通過(guò)逆向TCA循環(huán)生成檸檬酸，用于脂肪酸從頭合成，為細(xì)胞增殖提供脂質(zhì)原料。

進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，衰老會(huì)顯著抑制谷氨酰胺代謝通路，與年輕小鼠（6月齡）相比，老年小鼠（24月齡）肌肉干細(xì)胞中GLS水平顯著降低約51%，導(dǎo)致谷氨酰胺代謝受阻，從而導(dǎo)致TCA循環(huán)生成的檸檬酸水平下降約80%，進(jìn)而無(wú)法為細(xì)胞增殖提供脂質(zhì)原料，讓肌肉干細(xì)胞增殖和再生能力大打折扣。

這意味著，衰老會(huì)導(dǎo)致脂肪酸從頭合成這條「生產(chǎn)線」停工，無(wú)法為肌肉干細(xì)胞增殖提供細(xì)胞膜合成的必須脂肪酸，使肌肉干細(xì)胞無(wú)法激活。

圖源：論文截圖

值得一提的是，研究團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)，在衰老肌肉干細(xì)胞中過(guò)表達(dá)GLS基因，或體內(nèi)直接補(bǔ)充油酸+棕櫚酸，可將肌肉干細(xì)胞氧化代謝和增殖能力逆轉(zhuǎn)至年輕水平，并恢復(fù)肌肉再生、行走、運(yùn)動(dòng)功能。

此外，在老年小鼠肌肉損傷模型中，移植脂肪酸預(yù)處理后的肌肉干細(xì)胞，可顯著改善小鼠的行走、跑步等運(yùn)動(dòng)功能，恢復(fù)至接近健康水平，實(shí)現(xiàn)了功能性再生。

綜上，這項(xiàng)研究揭示了非典型谷氨酰胺代謝途徑在衰老肌肉干細(xì)胞中的關(guān)鍵作用，更提出了直接補(bǔ)充代謝物的干預(yù)策略，通過(guò)補(bǔ)充油酸+棕櫚酸，可逆轉(zhuǎn)肌肉干細(xì)胞衰老，為肌肉萎縮、肌少癥等提供了營(yíng)養(yǎng)干預(yù)策略。

參考文獻(xiàn)：

https://doi.org/10.1038/s43587-026-01120-3

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