文章標(biāo)題：VEGF-B-mediated myofiber types involved in high-fat diet-induced hyperglycemia through PKA-NFATs signaling pathway
發(fā)表期刊：Stem Cell Research & Therapy (IF 7.3)
合作客戶：湖北醫(yī)藥學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院唐俊明/趙小英、湖北醫(yī)藥學(xué)院附屬太和醫(yī)院席世兵研究團(tuán)隊(duì)
維真助力
病毒產(chǎn)品：Ad-NFATc1/c2
感染細(xì)胞：C2C12 細(xì)胞
病毒用量：1×10^9 pfu
研究背景
高血糖和胰島素抵抗是肥胖和2型糖尿�。═2DM）的關(guān)鍵表型，骨骼肌纖維類型組成與胰島素抵抗密切相關(guān)。血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子B（VEGF-B）在T2DM中起重要作用，但在肥胖或 T2DM個(gè)體中，其對(duì)肌纖維類型的影響尚不明確，此研究旨在探究其影響及機(jī)制。

研究結(jié)果
1、VEGF-B抑制I型骨骼肌纖維形成
研究發(fā)現(xiàn)，VEGF-B缺失的小鼠在高脂飲食喂養(yǎng)下，其骨骼肌中慢肌纖維（I 型）數(shù)量增加，同時(shí)高脂飲食誘導(dǎo)的高血糖癥狀得到改善。RNA-seq結(jié)果顯示，與成肌細(xì)胞分化和融合相關(guān)的標(biāo)記基因（Mef2a、Mef2c、Myog）在VEGF-B缺失的小鼠中表達(dá)水平明顯更高。通過體外連續(xù)單劑量給予不同濃度的VEGF-B167和VEGF-B186處理C2C12成肌細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)低濃度的兩種VEGF-B亞型以劑量依賴方式促進(jìn)成肌細(xì)胞分化、融合及肌管形成，而高濃度則抑制這些過程，且VEGF-B186的作用更顯著；同時(shí)VEGF-B167和VEGF-B186對(duì)成肌細(xì)胞分化和融合的抑制作用呈時(shí)間依賴性。為模擬2型糖尿病患者I型骨骼肌纖維特征，用100 ng/mL VEGF-B連續(xù)單劑量處理C2C12成肌細(xì)胞6天。結(jié)果顯示，VEGF-B186 和 VEGF-B167均會(huì)抑制I型慢肌纖維形成，其中VEGF-B186的抑制作用更顯著，具體表現(xiàn)為MyHC-1表達(dá)降低，慢肌纖維數(shù)量及蛋白水平減少，且對(duì)慢肌纖維的影響強(qiáng)于快肌纖維。

2、VEGF-B186通過PKA-NFAT-MyoG/MEF2C信號(hào)通路抑制成肌細(xì)胞分化/融合和慢收縮纖維形成
研究發(fā)現(xiàn)，PKA信號(hào)通路參與了VEGF-B186介導(dǎo)的成肌細(xì)胞分化、融合及I型肌纖維形成減少的過程。通過RNA-seq評(píng)估WT及VEGF-B缺失小鼠腓腸肌中的NFAT信號(hào)相關(guān)基因，發(fā)現(xiàn)Vegfb-/--HFD小鼠慢肌纖維增多且血糖正常，這與NFATc1/c2信號(hào)增強(qiáng)有關(guān)。Western印跡分析顯示VEGF-B186增加細(xì)胞質(zhì)中p-NFATc1/c2水平，同時(shí)降低細(xì)胞核NFATc1/c2水平；此外PKA激活劑可逆轉(zhuǎn)VEGF-B186對(duì)NFATc1/c2核轉(zhuǎn)位的抑制。利用腺病毒載體過表達(dá)NFATc1/c2（尤其是NFATc1）能逆轉(zhuǎn)VEGF-B186對(duì)MyHC和慢肌纖維蛋白水平的降低作用，還能消除其對(duì)肌管中MyoG+和MEF2C+細(xì)胞核數(shù)量的抑制。以上數(shù)據(jù)說明PKA-NFAT-MyoG/MEF2C信號(hào)通路參與了VEGF-B186介導(dǎo)的對(duì)成肌細(xì)胞分化和慢肌纖維形成的抑制作用。進(jìn)一步分析表明高水平的VEGF-B186通過PKA和NFAT信號(hào)通路調(diào)節(jié)肌纖維葡萄糖利用和線粒體儲(chǔ)備呼吸能力。

研究結(jié)論
本研究闡明VEGF-B是肥胖或T2DM背景下肌纖維類型組成和代謝穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。VEGF-B186表達(dá)水平升高對(duì)慢肌纖維形成和葡萄糖代謝的抑制作用凸顯了其在肥胖相關(guān)代謝失調(diào)中的病理作用，揭示了VEGF-B186抑制劑或單克隆抗體在T2DM治療中具有巨大潛力。