肌少症與發炎衰老：營養對衰老過程的影響

探討肌少症如何與發炎衰老和營養不良相關，並了解如何通過調節細胞因子和營養平衡來改善老年人的健康狀況。

在人口老化問題日益加劇的發達國家中，衰老已成為一個日益普遍的現象。衰老涉及細胞、組織和器官層面的功能性衰退，這些生物學上的變化被稱為“衰老的標誌”。其中，發炎是衰老標誌的一個關鍵特徵，它在許多與年齡相關的健康問題中扮演著重要角色。所謂的“發炎衰老”（Inflamm-ageing）指的是隨著年齡增長，發炎和免疫系統所經歷的變化，這些變化對衰老過程的健康與否有重要影響。研究顯示，通過逆轉年齡相關的促發炎狀態可以調節大多數衰老標誌。發炎衰老通常與促發炎分子（如細胞因子和趨化因子）水平的上升有關，這會導致老年人中常見的慢性低度發炎狀態。促發炎和抗發炎細胞因子/趨化因子之間的平衡被認為是決定健康或不健康衰老的重要因素之一。

肌少症的角色

肌少症，即肌肉品質的喪失，是衰老過程中的一個主要風險因素，通常被視為虛弱的生物學基礎。營養不良和營養不平衡在老年人中非常普遍，這些因素對促發炎和抗發炎免疫活性分子之間的平衡具有重要影響。研究指出，營養不良會加劇肌少症，並且與虛弱有關。

營養對肌少症的影響

營養不良不僅會導致肌肉品質的流失，還會改變細胞因子和趨化因子的水平，進一步加劇發炎衰老。特定細胞因子在調節食慾、營養感知和味覺感受中的作用，進一步顯示了營養和肌少症之間的關聯。

發炎衰老與肌少症的關聯

發炎衰老與促發炎分子的增加有關，這對肌少症的發展有直接影響。逆轉這些促發炎狀態可以幫助改善肌肉品質，從而減少肌少症的風險。調節細胞因子和營養平衡可能成為改善老年人健康狀況的重要策略。

結論

深入了解肌少症、發炎衰老和營養之間的關係，能夠幫助我們更好地管理衰老過程。通過調節營養和細胞因子的平衡，有望改善衰老的健康結果，減少肌少症的風險，促進老年人的整體健康。

參考文獻

Coperchini, F., Greco, A., Teliti, M., Croce, L., Chytiris, S., Magri, F., Gaetano, C., & Rotondi, M. (2024). Inflamm-ageing: How cytokines and nutrition shape the trajectory of ageing. Cytokine Growth Factor Reviews. DOI: 10.1016/j.cytogfr.2024.08.004.

Sci Rep
2024年7月30日；14(1)：17603。DOI：10.1038/s41598-024-68198-w。

文章標題
Identification and immune landscape of sarcopenia-related molecular clusters in inflammatory bowel disease by machine learning and integrated bioinformatics
透過機器學習和整合生物信息學識別與炎症性腸病相關的肌肉萎縮分子群體及其免疫景觀

作者
Chongkang Yue 1 2, Huiping Xue 3

PMID
39079987

PMCID
PMC11289443

DOI
10.1038/s41598-024-68198-w

摘要
肌肉萎縮是炎症性腸病（IBD）的常見併發症，其特徵為骨骼肌質量和力量的減少。然而，潛在的相互關聯機制仍不清楚。本研究識別了與肌肉萎縮相關基因（SRGs）在IBD患者和正常組織樣本中的不同表達模式。通過分析SRG表達譜，我們將541個IBD樣本有效地劃分為三個不同的群體，每個群體具有獨特的免疫景觀。為了揭示這些群體下的轉錄擾動，我們使用加權基因共表達網絡分析（WGCNA）算法來突出每個群體的關鍵基因。基於四個關鍵基因（TIMP1、PLAU、PHLDA1、TGFBI）建立了一個診斷模型，並使用隨機森林和LASSO（最小絕對收縮和選擇算子）算法進行驗證，並用GSE179285數據集進行驗證。此外，GSE112366數據集幫助探索了UC患者小腸黏膜中基因表達的動態變化。從單細胞RNA數據集GSE162335中獲得了有關免疫細胞與這些關鍵基因之間複雜關係的見解。總結來說，我們的研究結果強調了與肌肉萎縮相關基因在IBD發病機制中的關鍵作用。這些基因作為未來診斷和治療策略中的強大生物標誌物的潛力特別值得期待，為這些相互關聯的疾病的深入理解和改進管理開闢了新的途徑。

關鍵詞
生物信息學分析；炎症性腸病；機器學習；肌肉萎縮；單細胞RNA分析。

Baicalin對於FoxO1磷酸化/乙酰化的調節在衰老中的作用

Baicalin是一種類黃酮，已知可以改變多種氧化還原相關的生物活動，包括抑制活性物種（RS）的產生並通過增強的硫醇能力調節核因子κB。FoxO調節多種與細胞代謝、細胞死亡和氧化壓力反應相關的基因，其中一個例子是由於激活的胰島素誘導的磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/Akt導致FoxO1表達抑制，這會增加氧化壓力和衰老過程。在本研究中，我們試圖闡明抗氧化劑baicalin對胰島素誘導的FoxO1失活的分子調節。我們使用HEK293T培養細胞和來自24個月大大鼠的腎組織，這些大鼠在10天內接受了10或20 mg/kg/day的baicalin處理。我們發現baicalin在細胞系和分離的腎組織中增強了過氧化氫酶（catalase）的活性並抑制了RS產生，相比之下，未處理的老化大鼠則未見此效果。結果還顯示，baicalin促進了胰島素信號（PI3K/Akt）的激活，FoxO1的磷酸化/乙酰化，以及FoxO1目標基因過氧化氫酶和錳超氧化物歧化酶的下調。此外，baicalin處理的大鼠顯示通過PI3K/Akt級聯路徑降低了FoxO1的磷酸化，並由cAMP反應元件結合蛋白（CBP）介導了FoxO1的乙酰化。這些結果強烈建議，baicalin處理影響了FoxO1的磷酸化/乙酰化，通過胰島素上調PI3K/Akt信號，並通過CBP和SIRT1的相互作用調節FoxO1乙酰化，最終導致衰老過程中過氧化氫酶基因表達的變化（Kim et al., 2012）。

J Nutr Biochem

. 2012 Oct;23(10):1277-84. doi: 10.1016/j.jnutbio.2011.07.008. Epub 2011 Dec 29.

Modulation of FoxO1 phosphorylation/acetylation by baicalin during aging

FOXO1信號通路抑制在治療原發性硬化膽管炎誘導的肌肉萎縮中的潛力

原發性硬化膽管炎（PSC）是一種影響肝膽管的膽汁鬱積性疾病，會導致肝臟炎症和纖維化。PSC還可以通過肌肉-肝臟軸影響骨骼肌，導致肌肉萎縮，這是一種特徵為全身性肌肉質量和力量喪失的併發症。雖然PSC誘導的肌肉萎縮的潛在機制和療法尚未完全了解，但轉錄因子forkhead box protein O1（FOXO1），它參與泛素-蛋白酶體系統，是一個可能的調節因子。本研究旨在評估FOXO1抑制劑在治療PSC誘導的肌肉萎縮中的藥理潛力。

我們通過給予小鼠3,5-二乙氧羰基-1,4-二氫吡啶（DDC）飲食4周來建立PSC模型。小鼠在最後兩周內每週兩次接受3.5 mg/kg劑量的FOXO1抑制劑AS1842856（AS）肌肉注射。使用膽酸（CA）或去氧膽酸（DCA）處理C2C12肌肉細胞。結果顯示，DDC喂養的小鼠肌肉大小和性能下降，FOXO1及E3泛素連接酶如ATROGIN1和MuRF1表達上升。在C2C12肌肉細胞中，CA或DCA處理減少了肌肉纖維直徑和MyHC蛋白水平，而AS治療逆轉了這些減少。肌肉注射AS有效緩解了小鼠PSC模型中的DDC飲食誘導的肌肉萎縮。我們的研究表明，FOXO1抑制劑可能是緩解PSC誘導的肌肉萎縮的潛在療法（Kim et al., 2024）。

Life Sci

. 2024 Sep 2:356:123042. doi: 10.1016/j.lfs.2024.123042. Online ahead of print.

Blockade of forkhead box protein O1 signaling alleviates primary sclerosing cholangitis-induced sarcopenia in mice model

Clin Rheumatol
2024年6月；43(6)：1865-1870。DOI：10.1007/s10067-024-06974-9。2024年4月26日線上發表。

文章標題
Inflammatory profile in patients with rheumatoid arthritis and sarcopenia
類風濕性關節炎合併肌肉萎縮患者的炎症特徵

作者
Mariel Lozada-Mellado 1, Luis Llorente 2, Andrea Hinojosa-Azaola 2, Midori Ogata-Medel 3, Raymundo David Valdez-Echeverría 4, Ana Rosalía Lira-Reyes 4, Lilia Castillo-Martínez 5

PMID
38671259

DOI
10.1007/s10067-024-06974-9

摘要
簡介：肌肉萎縮的特徵是與衰老相關的肌肉質量和力量的喪失；然而，患有慢性疾病的個體在早期階段即有風險。在類風濕性關節炎（RA）中，持續的慢性炎症加速了肌肉的退化，並可能加快肌肉萎縮的發展。肌肉萎縮與身體殘疾、心血管事件、RA疾病活動度以及早期死亡有關。本研究旨在比較患有和未患有肌肉萎縮的RA患者的炎症特徵。

方法：這項橫斷面研究涉及165名患有RA的女性。根據歐洲老年人肌肉萎縮工作組的標準診斷肌肉萎縮。為評估炎症特徵，測量了細胞因子如EGF、IL-17、IL-1α、IL-1β、IL-6、TNFα、TNFβ和肌酸激酶（CK）的濃度。

結果：肌肉萎縮的患病率為15.8%（95% CI：8.9-18.2）。肌肉萎縮患者的年齡中位數為59.5歲（49.8-65.3），而無肌肉萎縮患者為50歲（43-59歲），p = 0.001。肌肉萎縮患者的病程更長，為21年（15-30），而無肌肉萎縮者為13年（7.3-20），p = 0.001。炎症特徵顯示，患有肌肉萎縮的患者中IL-1α、IL-6和TNFβ的濃度顯著升高（p < 0.05），並已根據BMI、年齡和疾病持續時間進行調整。

結論：患有肌肉萎縮的RA患者年齡較大，病程較長，且炎症細胞因子水平較高。這些發現表明可能對臨床結果有潛在影響。

關鍵點

在類風濕性關節炎女性中，肌肉萎縮的患病率為15.8%（95% CI，8.9-18.2）。
IL-1α、IL-6和TNFβ細胞因子在患有類風濕性關節炎和肌肉萎縮的女性中顯著升高，已根據BMI、年齡和病程進行調整。

Nat Rev Rheumatol
2023年4月；19(4)：239-251。DOI：10.1038/s41584-023-00921-9。2023年2月17日線上發表。

文章標題
Rheumatoid sarcopenia: loss of skeletal muscle strength and mass in rheumatoid arthritis
類風濕性肌肉萎縮：類風濕性關節炎中骨骼肌力量與質量的喪失

作者
Joshua L Bennett 1 2 3, Arthur G Pratt 4 5, Richard Dodds 4 6, Avan A Sayer 4 6, John D Isaacs 4 6 5

PMID
36801919

DOI
10.1038/s41584-023-00921-9

摘要
肌肉萎縮症是一種涉及骨骼肌力量和質量普遍喪失的疾病，於2016年被納入國際疾病分類（ICD）中，正式被認可為一種疾病。肌肉萎縮症通常影響老年人，但患有慢性疾病的年輕人也處於風險之中。在類風濕性關節炎（RA）患者中，肌肉萎縮的風險較高（患病率≥25%），這種類風濕性肌肉萎縮與跌倒、骨折和身體殘疾的風險增加相關，此外還加重了關節炎症和損傷的負擔。由TNF、IL-6和IFNγ等細胞因子介導的慢性炎症導致肌肉穩態的異常（例如，加劇肌肉蛋白質的分解），而轉錄組學研究的結果表明RA患者的肌肉幹細胞和代謝功能出現障礙。進行性阻力訓練是治療類風濕性肌肉萎縮的有效療法，但對某些個體來說可能具有挑戰性或不適用。對抗肌肉萎縮的藥物治療需求非常高，無論是對於RA患者還是健康的老年人群體。