等长收缩会减弱小鼠未收缩的对侧骨骼肌中由亮氨酸刺激引起的4E-BP1磷酸化反应

时间：2026年6月4日

来源：The Journal of Nutrition

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安藤由纪|村上太郎日本爱知县奥布市横根町中山55号志学馆大学营养学系，邮编474-8651摘要背景骨骼肌收缩可以影响远处未收缩肌肉的合成代谢信号传导。然而，单侧收缩是否会影响对侧肌肉中雷帕霉素复合体1（mTORC1）信号传导的营养刺激机制目标，目前尚不清楚。目的本研究旨在确定单侧

安藤由纪|村上太郎

日本爱知县奥布市横根町中山55号志学馆大学营养学系，邮编474-8651

摘要

背景

骨骼肌收缩可以影响远处未收缩肌肉的合成代谢信号传导。然而，单侧收缩是否会影响对侧肌肉中雷帕霉素复合体1（mTORC1）信号传导的营养刺激机制目标，目前尚不清楚。

目的

本研究旨在确定单侧等长收缩是否会在小鼠的对侧未收缩肌肉中减弱亮氨酸刺激的mTORC1信号传导和蛋白质合成。

方法

10周大的雄性C57BL/6J小鼠被喂食标准饲料（CE-2），分为休息组和单侧等长收缩组，并在收缩后2小时分别给予水或亮氨酸（1.35克/千克体重）（每组8只）。在收缩后3小时采集腓肠肌样本。测量了REDD1蛋白的丰度、mTORC1信号传导、蛋白质合成以及血清支链氨基酸（BCAA）浓度。数据采用双因素方差分析（two-way ANOVA）进行处理，并通过Holm校正的事后检验（post hoc tests）进行进一步分析。

结果

单侧收缩增加了对侧未收缩肌肉中的REDD1蛋白丰度，且亮氨酸与收缩之间存在显著交互作用（P = 0.0499）。在给予水和亮氨酸的情况下，等长收缩组的REDD1蛋白丰度高于休息组。双因素方差分析显示亮氨酸与收缩对4E-BP1磷酸化也存在显著交互作用（P = 0.046）。在休息状态下，亮氨酸增加了4E-BP1的磷酸化，而在收缩状态下这种效应减弱。S6K1的磷酸化没有变化。蛋白质合成在亮氨酸作用下增加（主效应，P < 0.001），而在收缩作用下减少（主效应，P < 0.001），两者之间没有显著交互作用。血清BCAA浓度在亮氨酸作用下增加（主效应，P < 0.001），收缩对其没有影响。

结论

在雄性C57BL/6J小鼠中，单侧等长收缩减弱了对侧未收缩骨骼肌中亮氨酸刺激的4E-BP1磷酸化。蛋白质合成在收缩作用下减少，而与亮氨酸处理无关。这些效应的发生与循环中的BCAA可用性无关，表明对营养刺激的合成代谢信号传导反应发生了改变。

引言

骨骼肌质量受蛋白质合成与降解之间的平衡调节，这一过程受机械刺激、激素以及营养可用性的影响。mTORC1是这一平衡的核心调节因子，它通过下游靶点（如核糖体S6激酶1（S6K1）和4E结合蛋白1（4E-BP1）促进翻译起始和蛋白质合成。在各种营养素中，亮氨酸是mTORC1的强效激活剂，其作用机制与胰岛素不同。除了激活因子外，mTORC1信号传导还受到抑制因素的调控。REDD1是一种应激诱导蛋白，可通过TSC1/2–Ras同源物（Rheb）轴部分抑制mTORC1活性。

除了局部效应外，肌肉收缩还能引发系统性反应，影响远处的组织。已有研究表明单侧运动可以改变对侧未运动肌肉中的胰岛素作用，这表明存在肌肉间的信号传递。与此一致，我们之前的研究证明单侧等长收缩会增加对侧未收缩肌肉中的REDD1表达，并抑制胰岛素刺激的mTORC1信号传导和蛋白质合成。

尽管这些发现表明收缩可以调节远处肌肉中的激素依赖性合成代谢信号传导，但营养依赖性信号传导是否同样受到影响仍不清楚。这种区别很重要，因为氨基酸和胰岛素通过不同的上游机制激活mTORC1，它们的协同作用对于完整的合成代谢激活是必需的。因此，本研究旨在确定单侧等长收缩是否会影响对侧未收缩骨骼肌中亮氨酸刺激的mTORC1信号传导和蛋白质合成。我们假设先前的收缩会减弱亮氨酸引起的合成代谢反应，并伴随REDD1表达的增加。

章节摘录

动物

9周大的雄性C57BL/6J小鼠（来自日本滨松的Japan SLC Inc.）经过1周的适应期后，每笼饲养4只，置于受控环境（22°C，50%湿度，12:12光照周期）中，可自由摄取标准饲料（CE-2；CLEA Japan）和水。所有实验程序均获得志学馆大学实验动物护理委员会的批准（协议编号#114），并遵循机构规定的动物护理和使用指南。