去神经支配诱导的严重肌肉萎缩以炎症反应和组织降解为特征,且目前缺乏有效的治疗手段。
2026年4月3日,南京大学黄志强,王宏伟,Guan Sun和南京中医药大学沈梅红共同通讯在Cell Death & Differentiation在线发表题为Activation of α7nAChR reduces inflammation and apoptosis, promoting muscle regeneration through the AKT-FOXO1 pathway的研究论文。该研究探讨了α7烟碱型乙酰胆碱受体(α7nAChR)在去神经支配诱导的肌肉萎缩中的作用,并评估了电针(EA)作为一种潜在治疗策略的效果。
采用坐骨神经横断小鼠模型,作者观察到去神经支配降低了α7nAChR的表达,并激活了蛋白水解通路。研究发现,α7nAChR的降解与炎症细胞因子的激活以及caspase通路有关。在α7nAChR基因敲除小鼠中,作者证实α7nAChR可调节线粒体代谢和肌纤维类型组成。
该受体通过激活AKT-FOXO1通路发挥保护作用,从而减轻炎症和细胞凋亡,这些过程对肌肉再生至关重要。此外,使用PNU120596或电针进行治疗可恢复α7nAChR功能并缓解肌肉萎缩。该研究结果表明,靶向α7nAChR为去神经支配后的肌肉萎缩提供了一种有前景的治疗途径,对临床管理和未来的干预策略具有潜在意义。
神经支配丧失是一种由创伤、肿瘤及其他原因导致的常见临床病症。它会导致轴突再生缓慢,并造成包括骨骼肌在内的器官长期失去神经输入。缺乏神经支持,肌肉易于发生萎缩,影响着全球数百万人。目前的治疗方法主要集中于神经修复与再生;然而,神经愈合过程复杂且常不完全,往往导致残留功能障碍和有限的肌肉恢复,阻碍了功能的完全恢复。
无论是由于衰老、神经损伤、神经退行性疾病还是废用,神经支配丧失都是导致严重肌肉萎缩的主要因素,并显著损害患者的身体健康与生活质量。尽管研究不断深入,开发针对神经支配丧失所致肌肉萎缩的有效疗法仍是一项艰巨的挑战。这凸显了迫切需要超越神经修复范畴的创新策略,以改善肌肉功能与恢复。
骨骼肌中蛋白质合成与降解的动态平衡决定了肌肉的肥大与萎缩,该平衡在生理条件下维持着组织稳态。然而,在外周神经功能障碍的情况下,这种平衡被破坏,从而削弱了对肌肉生长的支持。其结果是,蛋白质降解超过合成,导致肌肉质量减少和萎缩。
这一过程主要由蛋白水解途径介导,包括泛素-蛋白酶体系统(UPS)和自噬-溶酶体途径(ALP),以及半胱氨酸蛋白酶,如胱天蛋白酶(caspases)。UPS主要驱动肌动蛋白和肌球蛋白纤维的降解,而ALP主要促进细胞器的降解。胱天蛋白酶在调节运动神经元和神经纤维的变性中也起着关键作用。多种刺激激活这些途径,共同促进了肌肉萎缩的发病机制。然而,神经营养因子受体如何维持肌肉代谢功能的确切机制尚不清楚。这限制了对神经源性肌肉疾病的生物学理解和临床管理进展。
α7nAChR在去神经支配性肌肉萎缩中的下调作用(图片源自Cell Death & Differentiation)
烟碱型乙酰胆碱受体(nAChR)在介导神经肌肉传递和促进肌肉收缩中起着至关重要的作用。神经损伤后,神经肌肉接头(NMJ)的完整性受到了影响。这种破坏导致乙酰胆碱(ACh)释放受损,肌肉膜上nAChR的激活减少,进而引起肌肉收缩力下降和进行性萎缩。nAChR的α7亚型(α7nAChR)主要在神经系统(包括神经元和胶质细胞)以及外周组织(如免疫细胞)中表达。
α7nAChR在认知、神经保护和抗炎反应中发挥着重要作用。它具有高钙离子通透性;鉴于钙代谢的核心作用,阐明其在骨骼肌中的表达和功能意义具有相当大的研究价值。尽管电刺激是一种通过促进钙离子内流和抑制萎缩相关基因表达来延缓肌肉萎缩的广泛使用策略,但α7nAChR在此过程中的具体参与尚不明确。
在本研究中,作者通过对动物模型中去神经支配肌肉的转录组学分析,研究了肌肉萎缩过程中的基因表达变化及炎症的作用。作者对神经支配丧失诱导肌肉萎缩的小鼠进行电针(EA)治疗,观察到电针可调节α7nAChR表达,激活泛素-蛋白酶体途径(UPP)和胱天蛋白酶途径,并减轻肌肉萎缩。
利用Chrna7基因敲除小鼠,作者证实α7nAChR通过减轻炎症和蛋白质降解来介导肌肉功能。作者发现,骨骼肌中的α7nAChR有助于快肌与慢肌纤维类型之间的转换,并参与调节肌肉能量代谢。作者的研究结果强调了α7nAChR在神经支配丧失后肌肉降解中的关键作用,并证明电针通过增加α7nAChR表达、抑制炎症反应和蛋白水解途径来缓解肌肉萎缩。
通过电针刺激或药物激动剂靶向α7nAChR以增强肌肉功能,可能为治疗神经支配丧失诱导的肌肉萎缩提供治疗选择,无论是作为独立干预还是联合治疗。
原文链接:https://www.nature.com/articles/s41418-026-01738-1