Albiflorin通过抑制分解代谢信号并增强肌源性分化减轻地塞米松诱导的肌肉萎缩

芍药（Paeonia lactiflora Pall.）在传统东亚医学中被广泛用于治疗炎症性疾病及肌肉相关疾病。Albiflorin作为从该药材中提取的单萜苷类（monoterpene glycoside）化合物，被认为是其主要生物活性成分之一；然而，其在骨骼肌萎缩中的潜在作用尚未完全阐明。本研究旨在探讨Albiflorin对地塞米松（dexamethasone, DEX）诱导的肌肉萎缩的保护作用及其潜在分子机制。研究人员在分化的C2C12肌管细胞及地塞米松诱导的小鼠模型中评估了Albiflorin的抗萎缩效应。分析指标包括细胞活力、肌管形态、肌肉萎缩相关因子及肌源性调节因子的表达。体内实验中，研究人员评估了体重、握力、肌肉厚度、组织学变化及血清生化参数。结果显示，Albiflorin显著减轻了地塞米松诱导的细胞毒性及C2C12肌管萎缩，抑制了肌肉特异性E3泛素连接酶肌肉萎缩F-box（muscle atrophy F-box, MAFbx）和肌肉环指蛋白1（muscle ring finger 1, MuRF1）的表达，增强了蛋白激酶B（protein kinase B, Akt）的磷酸化，同时上调了肌源性标志物包括成肌分化蛋白1（myogenic differentiation protein 1, MyoD）和肌细胞生成素（myogenin）的表达。在小鼠模型中，Albiflorin维持了体重、握力及腓肠肌厚度，增加了肌纤维横截面积和密度，改善了血清生化标志物包括天冬氨酸氨基转移酶（aspartate aminotransferase, AST）、丙氨酸氨基转移酶（alanine aminotransferase, ALT）和乳酸脱氢酶（lactate dehydrogenase, LDH），并部分恢复了胰岛素样生长因子-1（insulin-like growth factor-1, IGF-1）水平。研究表明，Albiflorin通过抑制分解代谢信号并促进肌源性分化，发挥对抗地塞米松诱导肌肉萎缩的保护作用，为芍药在传统医学中用于肌肉相关疾病提供了实验依据，并提示其在肌肉消耗性疾病管理中的潜在应用价值。

随着全球医疗水平与经济发展，人均预期寿命显著延长，老年人口急剧增长，预计到2050年，65岁及以上人群将占全球人口约16%（Wu et al., 2022），加速全球社会步入老龄化时代。这一人口结构转变对社会、经济及医疗系统产生深远影响，其中年龄相关疾病尤其受到关注，肌少症（sarcopenia）即为典型代表。肌少症是一种与年龄相关的骨骼肌质量和力量进行性丧失的综合征，可导致老年人群体身体功能下降、日常活动受限、跌倒风险增加及死亡率升高（Zhong et al., 2023）。流行病学研究表明，肌少症影响约11%至50%的80岁以上个体，未来数十年全球患病人数预计将超过2亿（Clynes et al., 2021）。尽管疾病负担持续加重，但包括美国食品药品监督管理局（FDA）和欧洲药品管理局（EMA）在内的主要监管机构尚未批准针对肌少症的药物治疗方案。目前标准治疗为抗阻运动及营养补充，但高龄和虚弱状态往往限制患者对这些干预措施的依从性（Rolland et al., 2023）。因此，开发能够减轻肌肉损失、维持肌肉功能的生物活性策略仍是老年人群体中尚未满足的医疗需求。

肌少症与肌肉蛋白质代谢失衡密切相关，其特征为衰老过程中蛋白质合成减少而降解增强。在涉及的分子过程中，泛素-蛋白酶体系统（ubiquitin-proteasome system, UPS）介导的蛋白水解活性增强以及合成代谢信号通路减弱已被广泛证实（Kim et al., 2024）。UPS的关键组分包括MAFbx和MuRF1，二者促进肌肉蛋白加速分解并推动肌肉萎缩进展（Tu et al., 2025）。相反，肌源性调节因子如MyoD和myogenin在肌肉分化和维持肌肉质量中发挥关键作用（Yang et al., 2022）。因此，同时调控分解代谢和合成代谢调节因子的策略被认为对衰老过程中维持骨骼肌功能具有重要意义。

芍药（Paeonia lactiflora Pall.）是传统东亚医学中用于治疗炎症性疾病及包括疼痛和无力在内的肌肉骨骼症状的药材。Albiflorin作为一种单萜苷类化合物，从芍药根中分离得到，与芍药苷（paeoniflorin）共同构成该药材的主要活性成分（Kim et al., 2021b）。已有研究报道Albiflorin具有广泛的生物学活性，包括在外周神经损伤模型中的镇痛作用（Liu et al., 2021），以及对血小板聚集、血栓形成、骨代谢和认知功能的调节作用（Kim et al., 2021a; Du et al., 2026; Xiao et al., 2026）。尽管已有上述生物活性报道，Albiflorin在骨骼肌稳态和肌肉萎缩中的潜在作用尚未阐明，其与年龄相关肌肉损失的关联仍不清楚。

肌少症主要被认定为年龄相关疾病，但由病理条件或药物诱导的继发性肌肉萎缩同样具有临床意义。特别是糖皮质激素诱导的肌肉萎缩， commonly modeled using dexamethasone，代表了直接激活分解代谢信号通路的成熟实验体系，包括叉头框O3a（Forkhead box O3a, FOXO3a）-MuRF1/MAFbx轴，导致肌肉蛋白快速降解。相比之下，D-半乳糖诱导的衰老模型主要反映慢性氧化应激和系统性衰老过程（Li et al., 2024）。因此，为特异性评估Albiflorin对肌肉蛋白质周转和关键分解代谢信号通路的调控作用，本研究采用地塞米松诱导的肌肉萎缩模型。

芍药苷与Albiflorin是从芍药中得到的代谢相互关联的单萜苷类化合物。先前研究表明，芍药苷可被肠道微生物群生物转化为Albiflorin，随后通过去糖基化、脱苯甲酰化及结构重排进一步转化为多种代谢产物。尽管这些化合物结构相似，但由于代谢转化和下游代谢产物谱差异，其药理效应可能并不相同。虽然芍药苷在多种疾病模型中研究更为广泛，但Albiflorin对骨骼肌萎缩的潜在保护作用仍表征不足。

在该研究中，研究人员基于地塞米松诱导的肌肉萎缩模型，系统考察了Albiflorin对肌肉萎缩相关分解代谢标志物、肌源性调节因子及Akt/FOXO3a相关信号通路的影响。该研究成果发表于《Journal of Ethnopharmacology》。

研究人员开展此项研究所用的主要关键技术方法包括：采用小鼠骨骼肌C2C12成肌细胞系（源自美国典型培养物保藏中心ATCC）进行体外实验，建立地塞米松诱导的C2C12肌管萎缩细胞模型以及地塞米松诱导的小鼠肌肉萎缩体内模型；运用细胞计数试剂盒-8（cell counting kit-8, CCK-8）法检测细胞活力；采用蛋白质免疫印迹（western blot）技术检测肌肉萎缩相关蛋白、肌源性调节因子及信号通路蛋白的表达与磷酸化水平；运用免疫荧光染色技术观察肌管形态；通过HE（hematoxylin and eosin）染色评估肌肉组织病理学变化；采用相应试剂盒检测血清生化指标包括AST、ALT、LDH及IGF-1水平。

Albiflorin对C2C12细胞活力的影响。Albiflorin的化学结构如图1A所示。单独使用Albiflorin处理在测试浓度范围内（包括100 μM）未引起C2C12细胞活力的显著变化。相比之下，地塞米松处理显著降低了细胞活力。Albiflorin共处理在测试浓度范围内（包括100 μM）持续减轻地塞米松诱导的细胞毒性，使细胞活力升高。该部分研究表明Albiflorin在测试浓度下对C2C12细胞无毒性，且能够有效对抗地塞米松诱导的细胞损伤。

Albiflorin对地塞米松诱导C2C12肌管萎缩的影响。地塞米松处理显著诱导C2C12肌管萎缩，表现为肌管直径减小和形态破坏。Albiflorin共处理显著减轻这些萎缩性变化，维持肌管的完整性和直径。免疫荧光分析显示，Albiflorin处理改善了地塞米松诱导的肌管形态异常。该部分结果表明Albiflorin在细胞水平上具有明确的抗肌肉萎缩效应，能够保护肌管结构免受地塞米松诱导的损伤。

Albiflorin对肌肉萎缩相关因子表达的影响。蛋白质免疫印迹分析显示，地塞米松处理显著上调了E3泛素连接酶MuRF1和MAFbx的表达水平，而Albiflorin共处理显著抑制了这两种分解代谢标志物的上调。同时，Albiflorin处理增强了Akt的磷酸化水平，提示其激活了合成代谢信号通路。该部分研究表明Albiflorin通过同时抑制分解代谢因子和增强合成代谢信号发挥抗萎缩作用。

Albiflorin对肌源性调节因子表达的影响。研究人员进一步检测了肌源性调节因子的表达变化。结果显示，地塞米松处理下调了MyoD和myogenin的表达，而Albiflorin共处理显著恢复了这些肌源性标志物的蛋白水平。该部分研究表明Albiflorin能够促进肌源性分化过程，增强肌肉再生和维持能力。

Albiflorin对Akt/FOXO3a信号通路的影响。机制研究表明，地塞米松处理促进了FOXO3a的活化，而Albiflorin共处理抑制了FOXO3a的活化并恢复了Akt的磷酸化水平。由于Akt磷酸化可抑制FOXO3a的转录活性，进而减少MuRF1和MAFbx的转录，该结果提示Albiflorin通过Akt/FOXO3a信号轴调控肌肉蛋白代谢平衡。

Albiflorin对地塞米松诱导小鼠肌肉萎缩的保护作用。在体内实验中，地米克松处理导致小鼠体重下降、握力降低及腓肠肌厚度减小。Albiflorin给药显著缓解了这些表型变化，维持了体重、握力和肌肉厚度。组织学分析显示，Albiflorin处理增加了肌纤维横截面积和密度，减轻了地塞米松诱导的肌肉组织紊乱和纤维萎缩。

Albiflorin对血清生化指标的影响。地塞米松处理导致血清AST、ALT和LDH水平升高，提示肌肉损伤和肝功能异常；同时IGF-1水平降低。Albiflorin给药显著改善了这些血清生化标志物，部分恢复了IGF-1水平。该部分结果表明Albiflorin在体内具有保护肌肉组织和改善代谢状态的积极作用。

讨论部分，研究人员首先总结了Albiflorin在细胞水平和动物模型中对抗地塞米松诱导肌肉萎缩的保护效应，强调其结果为芍药在传统医学中用于肌肉相关疾病提供了实验支持。研究人员指出，肌肉萎缩的发生涉及蛋白质合成与降解的失衡，而Albiflorin通过协调调控分解代谢和肌源性过程发挥保护作用。具体而言，Albiflorin抑制了UPS关键组分MuRF1和MAFbx的表达，同时增强了MyoD和myogenin等肌源性调节因子的表达，这种双重调控机制是其抗萎缩效应的重要基础。

研究人员进一步讨论了Akt/FOXO3a信号通路在该机制中的核心作用。地塞米松可通过抑制PI3K/Akt信号并激活FOXO3a转录因子，促进MuRF1和MAFbx的转录上调，加速肌肉蛋白降解。Albiflorin通过增强Akt磷酸化，抑制FOXO3a活化，从而阻断下游分解代谢基因的表达，维持肌肉蛋白稳态。此外，IGF-1作为重要的合成代谢因子，其水平恢复可能进一步促进肌肉生长和修复。

研究人员还讨论了该研究的临床意义。鉴于目前肌少症和糖皮质激素诱导的肌肉萎缩缺乏有效治疗药物，Albiflorin作为一种天然来源的活性成分，具有开发为肌肉保护剂的潜力。芍药的传统应用经验也为Albiflorin的进一步开发提供了依据。同时，研究人员指出需进一步开展研究以明确Albiflorin的长期安全性、最佳剂量范围以及在人体中的药效学特征。

研究结论部分：本研究提供了Albiflorin通过协调调控分解代谢和肌源性过程而对地塞米松诱导的肌肉萎缩产生保护作用的证据。Albiflorin减轻了肌纤维萎缩和组织结构紊乱，维持了腓肠肌厚度，保全了整体肌肉结构完整性。在分子水平上，Albiflorin降低了肌肉特异性E3泛素连接酶MuRF1和MAFbx的表达，这与Akt/FOXO3a信号通路的调控相关。这些发现支持了Albiflorin在肌肉消耗性疾病管理中的应用潜力。