血清饥饿对猪骨骼肌卫星细胞自噬、代谢影响(血清饥饿处理)
本研究探讨了长期血清饥饿对猪骨骼肌卫星细胞 (SMSCs) 自噬、代谢及分化的影响 (图1)。结果显示，血清饥饿通过AMPK/mTOR信号通路诱导自噬，加速SMSCs代谢与凋亡，增加活性氧积累，抑制成肌与成脂分化。尽管血清饥饿诱发的自噬在一定程度上促进了SMSCs分化，但不足以抵消长期血清饥饿的抑制效应。本研究为利用新的饲喂模式调控猪肌肉生长与代谢提供了理论依据。来自扬州大学兽医学院的鞠辉明教授发表在 Veterinary Science 的研究，为利用适度饥饿促进猪肌肉生长提供了理论依据。
室分离保存的猪骨骼肌卫星细胞 (SMSCs) 为对象，探讨长期血清饥饿对细胞自噬、代谢及分化的影响。细胞复苏后按血清浓度分为20% S组 (对照组)、15% S组和5% S组，并在此基础上添加自噬抑制剂3-MA作为相应的自噬抑制组。6组细胞在相应条件下培养96小时后检测自噬相关蛋白、代谢指标及分化能力。
在血清饥饿条件下，SMSCs细胞代谢、凋亡、氧化应激和自噬都受到显著影响。血清饥饿通过增加凋亡率、ROS水平和降低线粒体膜电位，导致细胞代谢紊乱。自噬在饥饿应答中发挥关键作用，血清饥饿可以诱发和AMPK/mTOR通路相关的自噬发生，减缓了细胞对重度饥饿的负面反应。总体而言，自噬在细胞应对营养缺乏中的保护作用尤为重要，尤其在维持细胞功能和能量平衡方面。
研究探讨在肌肉组织中，SMSCs是未分化的肌前体细胞，特定的信号刺激会促进其成肌分化并形成肌纤维。作者前期的研究发现，短期轻度血清饥饿 (24小时，15%血清浓度) 能促进SMSCs的代谢，并通过自噬通路增强其成肌和成脂分化能力。为深入探讨血清饥饿对骨骼肌生长的影响，作者将SMSCs暴露于不同程度的血清饥饿环境中，模拟血清浓度逐渐降低的条件持续培养96小时，以评估血清饥饿对SMSCs代谢、自噬和分化的影响。作者通过测量细胞凋亡率、活性氧 (ROS) 水平、线粒体膜电位 (MMP) 和ATP水平，全面评估长期血清饥饿对细胞代谢的影响。结果表明，长期血清饥饿加速了细胞代谢和凋亡，负面影响了细胞生长，但细胞通过增加ATP产生和激活自噬来补偿能量不足，减轻了这些不利影响。相比之下，短期轻度血清饥饿则促进了ATP的生成，而凋亡率、ROS和MMP变化不大，对细胞生长未造成显著影响。但长期血清饥饿也诱发了和AMPK/mTOR通路相关的自噬，其自噬水平与血清饥饿的严重程度呈正相关。此外，长期血清饥饿显著抑制了SMSCs的成肌分化和成脂分化，这一抑制效应与血清饥饿程度密切相关。
综合上述实验结果，饥饿胁迫诱发的自噬直接影响SMSCs代谢和分化。短期轻度血清饥饿显著增强了SMSCs的代谢和分化，而尽管长期血清饥饿通过自噬促进了分化，但导致SMSCs中ROS过多积累，综合表现出对SMSCs生长和代谢的抑制作用。作者目前正在探索通过间歇性轻度限饲以在个体水平上促进骨骼肌发育的策略。初步研究结果表明，间歇性轻度饥饿可通过AMPK/mTOR通路诱导自噬，显著增加骨骼肌质量，并减少内脏脂肪含量。
展开全文原文出自 Veterinary Sciences 期刊
Wang, Y.; Gao, J.; Fan, B.; Hu, Y.; Yang, Y.; Wu, Y.; Zhu, J.; Li, J.; Li, F.; Ju, H. Effects of Long-Term Serum Starvation on Autophagy, Metabolism, and Differentiation of Porcine Skeletal Muscle Satellite Cells. Vet. Sci. 2025 , 12 , 11. https://doi.org/10.3390/vetsci12010011Veterinary Sciences 期刊介绍发表与兽医科学领域相关的原创研究文章、评论、通讯和简短说明，主题包括动物疾病、紊乱和损伤的预防、诊断和治疗。
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