这篇文档属于类型b(综述类科学论文)。以下是针对该文献的学术报告:
作者及机构
本文由Shang Gao(山东中医药大学第一临床医学院)、Nianhu Li、Lijie Qi(山东中医药大学附属医院)等作为共同第一作者,Wei Liu(山东中医药大学)作为通讯作者共同完成,发表于《Cytokine and Growth Factor Reviews》期刊,2025年9月在线发表。
主题
论文题为《Myokines and Osteokines in Aging-Related Degenerative Diseases: Regulatory Networks in the Muscle-Bone-Brain Axis》,系统综述了肌肉因子(myokines)和骨因子(osteokines)在衰老相关退行性疾病中的作用机制,重点探讨了“肌肉-骨骼-脑轴”(Muscle-Bone-Brain Axis)的调控网络及其失衡如何导致肌少症(sarcopenia)、骨质疏松症和神经退行性疾病的共病现象。
传统观点认为骨骼肌和骨组织仅具有运动和结构支持功能,但近20年研究发现,肌肉分泌的肌肉因子(如irisin、apelin)和骨组织释放的骨因子(如osteocalcin、sclerostin)可通过循环系统作为内分泌信号分子,形成连接运动系统与神经系统的“生物信号高速公路”。例如:
- Irisin:由运动诱导的PGC-1α调控,通过AMPK通路促进线粒体生物合成,并通过Wnt/β-catenin通路增强骨形成,同时跨越血脑屏障上调脑源性神经营养因子(BDNF)表达,改善认知功能。
- Osteocalcin:其非羧化形式(ucOCN)通过GPRC6A/CREB通路促进BDNF释放,直接调节神经突生长。
支持证据:临床数据显示,老年肌少症患者血浆irisin水平与骨密度、认知功能呈正相关(p=0.043);动物实验表明,ucOCN缺失小鼠海马BDNF水平显著降低(参考文献[14-16, 31])。
衰老过程中,保护性因子(如irisin、ucOCN、CLCF1)的协同下调与促退化因子(如myostatin、sclerostin、FGF23)的上调形成“双向失调”,其核心机制包括:
- 炎症驱动:慢性低度炎症(inflammaging)通过NF-κB通路激活myostatin和sclerostin表达,同时抑制PGC-1α活性,减少irisin生成。
- 代谢资源竞争:NAD+水平下降导致AMPK、SIRT1等通路资源不足,加剧保护性因子合成障碍。
支持数据:老年小鼠模型中,myostatin上调早于irisin下降2-3个月;人类FNDC5基因rs3480位点突变使irisin水解效率降低40%(参考文献[17-20, 33])。
肌肉因子与骨因子通过层级化节点(如PGC-1α、Wnt/β-catenin、NF-κB)调控神经营养因子(BDNF、NGF、GDNF):
- 正向反馈:BDNF通过TrkB受体激活肌肉PI3K/Akt通路,进一步促进PGC-1α表达,形成“BDNF-肌肉因子”正向循环。
- 负向放大:Myostatin通过Smad2/3通路抑制肌肉合成,同时促进骨吸收因子RANKL释放,形成“肌肉萎缩-骨丢失-神经炎症”恶性循环。
实验验证:CLCF1敲除小鼠表现为骨量减少和运动神经元退化;阿尔茨海默病模型(APP/PS1小鼠)中,osteocalcin干预可减少Aβ沉积并改善神经网络功能(参考文献[44, 73])。
传统单靶点干预(如myostatin抗体)因忽略网络协同性而疗效有限,作者提出基于“网络韧性”的多靶点策略:
- 运动干预:通过激活PGC-1α和抑制NF-κB,同步上调irisin、ucOCN并下调myostatin。
- 药物联合:NAD+前体与PARP1抑制剂联用,优先保障SIRT1和AMPK通路资源。
临床意义:运动联合Wnt通路调节剂可选择性增强骨形成而不干扰神经再生(参考文献[118-119])。
亮点
- 揭示炎症驱动下“保护因子下调-促退化因子上调”的层级化失衡规律。
- 提出“代谢资源竞争”假说,解释NAD+依赖性通路的衰老优先性。
- 强调运动作为天然网络调节剂的多靶点效应(如irisin-BDNF-骨密度三联增益)。
此综述为理解衰老多系统退化提供了框架,并为开发靶向网络韧性的干预策略奠定基础。