整合空间转录学和单核RNA-seq揭示了TGF-β对肌肉内脂肪沉积的特定抑制作用

科学领域:

• 生物化学 生物化学
• 细胞生物学 细胞生物学
• 生理学 生理学 生理学

背景情况:

• 肌内脂肪 (IMF) 是骨肌中的异质脂肪组织.
• 异常的IMF沉积发生在糖尿病,衰老和肌肉衰竭等疾病中,损害肌肉功能.
• 影响IMF形成及其在肌肉健康中的作用的因素尚未完全理解.

研究的目的:

• 为了研究骨肌肉中肌内脂肪 (IMF) 的空间异质性.
• 确定调节IMF沉积的分子机制及其对肌肉生理学的影响.
• 探索TGF-β信号通路在IMF形成和肌肉修复中的作用.

主要方法:

• 使用空间转录组 (ST) 和单核RNA测序 (snRNA-seq) 在不同IMF含量的猪的长腰肌肉上.
• 在模拟的高脂肪环境中使用猪内皮细胞进行了体外实验.
• 采用肥胖小鼠模型,诱导肌肉损伤,以评估TGF-β对IMF生产和肌肉修复的影响.

主要成果:

• 空间转录组分析揭示了IMF中TGF-β信号通路基因的丰富.
• 瘦猪显示TGF-β2的IMF自克林产生,而肥胖猪则获得了更多的内皮衍生TGF-β1.1.
• 在体外研究表明,在高脂肪条件下,内皮细胞释放的TGF-β1较高.
• 在体内,TGF-β添加损害了IMF的产生,并减缓了肥胖小鼠的肌肉损伤后的修复,而抑制则加速了修复.

结论:

• TGF-β信号通路在肌内脂肪沉积和肌肉修复过程中发挥着特定的调节作用.
• IMF和内皮细胞的TGF-β异型生成差异 (TGF-β1与TGF-β2) 与肥胖有关.
• 准TGF-β途径为管理肥胖的肌肉缩和增强肌肉修复的潜在治疗策略,同时减轻IMF积累.