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  • 發布時間:2023-03-28 15:19 原文鏈接: RedoxBiology:DNA修復代謝產物可以治療骨骼肌損傷

      骨骼肌重塑是維持肌肉內環境平衡和運動能力的關鍵。在小鼠和人類中,肌肉重塑反應在體育鍛煉后迅速開始,從而產生ROS,而線粒體是骨骼肌收縮期間ROS的主要來源之一。體育運動導致的ROS氧化蛋白質、脂肪和核酸;然而,ROS被認為有利于肌肉適應,包括增加血管生成、提高線粒體生物合成和氧化還原平衡。

      運動產生的代謝物,如外源物質、肽、核苷酸、脂類、氨基酸、輔因子和維生素、碳水化合物被認為是信號分子。然而,運動誘導的DNA氧化損傷以及修復代謝物如何影響運動后的肌肉重塑還知之甚少。

      近日,來自東北師范大學的研究者們在Redox Biology雜志上發表了題為“DNA repair byproduct 8-oxoguanine base promotes myoblast differentiation”的文章,該研究不僅表明DNA修復代謝產物8-oxoG作為肌肉重塑的信號實體并有助于骨骼肌運動誘導的適應,而且提高了8-oxoG用于臨床治療骨骼肌損傷相關疾病的可能性。

      肌肉收縮增加了活性氧(ROS)的水平,ROS被認為是肌肉重塑的關鍵信號實體,并為骨骼肌的健康適應奠定了基礎。ROS不可避免地對包括DNA在內的各種細胞分子造成損害。DNA損傷應該被修復,以確保基因組的完整性;然而,DNA修復副產物如何影響肌肉適應仍然難以捉摸。

      在本研究中,研究者發現運動誘導了8-氧代-7,8-二氫鳥嘌呤(8-oxoG)的產生,它主要存在于肌纖維的線粒體基因組中。運動后小鼠TA肌間質液中游離8-oxoG堿基水平顯著升高,8-oxoG清除能力顯著增強。

      8-oxoG通過激活Ras-MEK-MyoD信號軸誘導成肌細胞分化。細胞內8-氧鳥苷DNA糖基酶1(OGG1)沉默或Ogg1 KO抑制RAS激活、ERK磷酸化、MyoD轉錄激活、生肌調節因子基因(MRF)表達。在重建實驗中,外源性添加8-oxoG堿基增強了MRF的表達,加速了受損骨骼肌的恢復。

      綜上所述,本研究數據表明,8-oxoG堿基是一種信號分子,在成肌細胞中與OGG1形成復合體,協調ROS損傷后的反饋過程,促進成肌細胞分化,從而導致骨骼肌重構或適應。這一概念不僅適用于生理環境(例如,廣泛的運動),而且還可以擴展到病理條件(例如,創傷,年齡相關的肌肉損失)。

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