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德国波茨坦-雷布吕克人类营养研究所 (DIfE) 和德国糖尿病研究中心 (DZD) 其他合作机构的研究人员近日发现，骨骼肌中 PICALM 蛋白具有一项此前未知的功能：该蛋白对体力活动和间歇性禁食反应灵敏，并且在新肌纤维的形成过程中发挥着决定性作用。该团队的研究成果已发表在《分子代谢》(Molecular Metabolism) 杂志上。
德国波茨坦-雷布吕克人类营养研究所 (DIfE) 和德国糖尿病研究中心 (DZD) 其他合作机构的研究人员近日发现，骨骼肌中 PICALM 蛋白具有一项此前未知的功能：该蛋白对体力活动和间歇性禁食反应灵敏，并且在新肌纤维的形成过程中发挥着决定性作用。该团队的研究成果已发表在《分子代谢》(Molecular Metabolism)杂志上。
DIfE之前的研究已经表明，脂肪组织中的磷脂酰肌醇结合网格蛋白组装蛋白（PICALM）受生活方式干预的调控，并影响脂肪组织的代谢过程。现在，研究人员结合多种实验方法，研究了PICALM在肌肉中的作用。他们利用小鼠模型（包括已建立的代谢紊乱NZO模型）分析了不同形式的间歇性禁食。结果显示，禁食可增加肌肉组织中PICALM的表达。在进行规律运动的健康小鼠中也观察到了类似的效果。
研究团队还分析了来自蒂宾根大学一项训练研究的肌肉样本。该研究中，超重参与者完成了一项结构化的自行车测力计训练计划。结果显示，训练后PICALM的表达也增加了。“研究结果表明，PICALM在肌肉细胞适应不断变化的生活环境方面发挥着重要作用，”该论文的最后一位作者、来自德国环境与健康研究所（DIfE）的Heike Vogel博士说道。
在肌肉形成中起关键作用
在体外培养的肌肉细胞实验中，研究人员证实 PICALM 对于祖细胞形成新的肌纤维（肌生成）至关重要。如果 PICALM 的表达降低，这些细胞发育成熟为成熟肌纤维的能力就会显著下降。
这显然是由于基本细胞过程的紊乱所致。PICALM参与细胞摄取和运输表皮生长因子（EGF）等成分的机制。这一过程被称为网格蛋白介导的内吞作用，其功能障碍会导致与PICALM缺乏类似的缺陷。
PICALM水平过低还会改变细胞表面蛋白质的组成，并破坏肌动蛋白细胞骨架的组织。该网络对细胞的形状、稳定性和运动至关重要，因此也对肌肉祖细胞排列和融合形成功能性肌纤维至关重要。
预防和治疗的新视角
“我们发现PICALM是肌肉分子适应机制的重要组成部分。它对训练和禁食有反应，同时还影响新肌纤维的形成。从长远来看，我们的发现可能有助于开发预防和治疗老年人肌肉萎缩和代谢性疾病的新方法，”Vogel总结道。
这项研究拓展了人们对PICALM多种功能的理解。虽然该蛋白主要调节脂肪组织的代谢过程，但它也控制肌肉细胞形成的结构过程。因此，PICALM根据组织类型的不同而发挥不同的功能。
