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运动抗衰关键蛋白CLCF1:机制与治疗潜力

运动为什么能“抗衰老”? 韩国生命工学研究院(KRIBB)与全南大学联合团队在 Nature Communications 发表研究,首次揭示了一种由肌肉分泌的肌因子——CLCF1(心肌营养素样细胞因子1),在运动诱导的肌肉与骨骼抗衰老效应中扮演着不可或缺的核心角色。

运动与年龄对CLCF1的差异化调控

研究团队首先在年轻(20–30岁)与老年(65岁以上) 健康志愿者中开展了临床观察。结果显示:

  • 单次急性运动后,年轻受试者血浆CLCF1水平显著升高;

  • 而老年受试者在单次运动后未见显著变化,仅在持续12周以上规律运动后,CLCF1水平才明显上升。

这一结果提示:衰老削弱了肌肉对急性运动的分泌反应,但长期训练可以部分恢复这一能力。

CLCF1缺失使运动失效:遗传学证据

在老年小鼠(22–24月龄) 中,研究者通过两种方式验证了CLCF1的必要性:

  1. 外源性补充CLCF1:皮下注射重组CLCF1蛋白,连续4周后,小鼠的握力与骨密度(股骨远端) 均显著改善,接近年轻小鼠水平;

  2. 中和抗体阻断:在运动训练的同时注射抗CLCF1抗体,则运动对肌肉力量与骨密度的提升作用被完全消除。

上述结果表明,CLCF1是运动发挥抗骨骼肌衰老与抗骨质疏松效应的必要分子。

分子机制:肌肉–骨骼轴的“双靶点”作用

通过体外与体内机制研究,团队明确了CLCF1在肌肉与骨骼中的双重作用:

在肌肉细胞中:

  • CLCF1通过激活 STAT3信号通路,上调线粒体生物合成相关基因(如 *Pgc-1α*、Tfam)的表达;

  • 增加线粒体DNA拷贝数与氧化磷酸化复合体活性,改善肌肉细胞能量代谢,延缓肌少症相关表型。

在骨骼组织中:

  • CLCF1直接抑制破骨细胞分化:在RANKL诱导的破骨细胞分化模型中,CLCF1显著下调破骨细胞标志基因(NFATc1、c-Fos、Cathepsin K)表达,减少破骨细胞形成;

  • 同时促进成骨细胞分化:在原代成骨细胞中,CLCF1增强碱性磷酸酶活性及矿化结节形成,上调成骨标志基因(Runx2、Osterix、Col1a1)表达。

这种“抑骨吸收、促成骨形成”的双向调控,解释了CLCF1如何协同改善老年性骨质疏松。

科学意义与转化前景

该研究首次从蛋白分泌动态变化的角度,解释了“为何老年人运动效果下降”这一普遍现象。论文通讯作者Yong Ryoul Yang博士指出:“本研究为运动随年龄增长而疗效减退提供了生物学基础,并为健康老龄化治疗策略的研发铺平了道路——特别是针对年龄相关性肌少症与骨质疏松症。”

值得注意的是,目前尚未发现CLCF1的长期给药是否存在安全性风险,其与运动干预相比的优劣、在人体中的药代动力学特性,仍需进一步研究。但该蛋白作为“运动模拟剂”或辅助治疗的候选靶点,已具备明确的科学依据。


参考信息
Reference: “Exercise-induced CLCF1 attenuates age-related muscle and bone decline in mice” by Jae Sook Kang, Jung Ha Kim, Min Ju Kim, Byungkuk Min, Seung-Min Lee, Ga-Yeon Go, Ji-Won Kim, Seongwan Kim, Ju Yeon Kwak, Sung-Wook Chun, Wook Song, Hyo Youl Moon, Sun Gun Chung, Dong-Ho Park, Ji Hoon Park, Chuna Kim, Kwang-Pyo Lee, Eun-Soo Kwon, Nacksung Kim, Ki-Sun Kwon and Yong Ryoul Yang, 22 May 2025, Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-025-59959-w

(责任编辑:泉水)