骨骼肌ACSL亚型与人类脂肪代谢指标的关系

Skeletal Muscle ACSL Isoforms Relate to Measures of Fat Metabolism in Humans

作者信息Harrison D Stierwalt, Sarah E Ehrlicher, Matthew M Robinson, Sean A Newsom
PMID32796254
发布时间2021-03
DOI10.1249/MSS.0000000000002487

实验完整度

包含人体实验(运动干预、肌肉活检)、免疫印迹检测蛋白表达、脂质组学检测TAG,以及相关性分析,但缺乏功能验证和机制验证。

主要模型

久坐成年人(n=14) 股外侧肌活检样本

重点核对

受试者样本量:n=14(4男/10女) 运动干预:1小时自行车运动,强度65% VO2max 肌肉活检时间点:运动后15分钟和120分钟,以及静息对照 蛋白检测:Western blot(ACSL1、ACSL3、ACSL4、ACSL5、ACSL6) 脂肪氧化测定:间接测热法(静息和运动)

摘要

引言:来自模型系统的证据表明,长链酰基辅酶A合成酶(ACSLs)是骨骼肌脂肪氧化和脂肪储存的关键调节因子;然而,这些作用在人类中仍未充分探索。目的:我们旨在确定静息时和急性运动后骨骼肌中ACSL亚型的蛋白表达,并识别人类骨骼肌ACSLs与脂肪代谢指标之间的关系。方法:久坐成年人(n=14 [4男/10女],BMI 22.2±2.1 kg/m2,VO2max 32.2±4.5 ml/kg/min)完成了两次研究访问。试验除完成1小时自行车运动(65% VO2max)或保持静坐外,其余均相同。在运动后15分钟(或静息)和运动后2小时获取股外侧肌活检,以测定ACSL蛋白丰度。使用间接测热法在静息时和运动期间评估全身脂肪氧化。通过脂质组学分析测量骨骼肌甘油三酯(TAG)。结果:我们在人类骨骼肌中检测到5种已知ACSL亚型中的4种蛋白表达。ACSL蛋白丰度在运动后的数小时内基本未改变,除了ACSL5在运动后15分钟出现短暂增加(P=0.01 vs. 静息)。骨骼肌ACSL1蛋白丰度在运动期间倾向于与全身脂肪氧化呈正相关(P=0.07,r=0.53),此时骨骼肌占能量消耗的主要部分。在静息时未观察到ACSL1与脂肪氧化之间的这种关系。骨骼肌ACSL6蛋白丰度与静息时肌肉TAG含量呈正相关(P=0.05,r=0.57)。结论:大多数ACSL蛋白亚型可在人类骨骼肌中检测到,急性运动后丰度变化极小。我们的发现与模型系统的研究一致,表明ACSL1和ACSL6可能是骨骼肌内脂肪氧化和脂肪储存的决定因素。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
人类骨骼肌中ACSL亚型的蛋白表达情况及其与脂肪代谢指标的关系,以及急性运动对ACSL蛋白丰度的影响。
核心机制
ACSL1可能促进骨骼肌脂肪氧化,ACSL6可能促进脂肪储存。
主要证据
通过Western blot检测到4种ACSL亚型(1、4、5、6),ACSL5在运动后15分钟短暂增加;相关性分析显示ACSL1与运动时全身脂肪氧化倾向正相关,ACSL6与静息时肌肉TAG含量正相关。
研究意义
支持ACSL1和ACSL6在人类骨骼肌脂肪代谢中的潜在作用,为未来研究提供了方向。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

受试者筛选与基线评估

确定符合研究条件的久坐成人,并收集基线代谢指标。

通过医疗筛查、VO2max测试收集受试者特征,包括BMI、体成分、最大摄氧量等。

2

急性运动干预与肌肉活检

评估急性运动对骨骼肌ACSL蛋白丰度的影响。

受试者完成1小时自行车运动(65% VO2max)或静息对照,在运动后15分钟和120分钟获取股外侧肌活检。

3

骨骼肌ACSL蛋白丰度检测

定量检测骨骼肌中ACSL亚型的蛋白表达水平。

通过Western blot检测ACSL1、ACSL3、ACSL4、ACSL5、ACSL6蛋白表达。

4

全身脂肪氧化与肌肉脂肪储存测量

评估静息和运动期间的全身脂肪氧化,以及静息时肌肉TAG含量。

使用间接测热法计算脂肪氧化率,通过脂质组学分析肌肉TAG含量。

5

相关性分析

探究骨骼肌ACSL蛋白丰度与脂肪氧化和储存指标之间的关系。

使用Pearson相关分析检验ACSL蛋白丰度与静息/运动时脂肪氧化、静息时TAG含量的相关性。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
Lode Corival自行车测功计Lode--
Parvo Medics TrueOne 2400代谢测量系统Parvo Medics--
Bergström针----
抗兔-700二抗LI-COR926-68071
抗小鼠-800二抗LI-COR926-32212
ACSL1抗体Cell Signaling Technology4047
ACSL3抗体Santa Cruz166374
ACSL4抗体InvitrogenPA5-27137
ACSL5抗体Santa Cruz365478
ACSL6抗体InvitrogenPA5-30465
蛋白酶抑制剂混合物SigmaP8340
Sciex API 2000三重四极杆质谱仪Sciex--
MultiQuant软件Sciex--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
受试者特征
年龄18-45岁,BMI 18-26 kg/m2,久坐(每周<60分钟运动),女性处于月经早期卵泡期
阅读提示:Methods: Participants
运动干预
自行车运动强度65% VO2max,持续1小时
阅读提示:Methods: Experimental Protocol
肌肉活检
活检时间点(运动后15分钟和120分钟),使用Bergström针,样本处理(冷冻)
阅读提示:Methods: Experimental Protocol
蛋白质印迹
抗体清单和稀释度(1:1000),参考蛋白,检测方法(LI-COR Odyssey)
阅读提示:Methods: Skeletal Muscle ACSL Abundance
脂肪氧化测量
间接测热法条件(静息和运动),计算方程(Frayn)
阅读提示:Methods: Whole-body Fat Oxidation
脂质分析
脂质提取方法(MTBE),TAG分析仪器(Sciex API 2000)
阅读提示:Methods: Skeletal Muscle Fat Storage