JCI丨孔星星团队阐明MSTN在棕色脂肪组织调节系统代谢的关键作用_

棕色脂肪组织（BAT）在全身能量平衡中发挥至关重要的作用。产热脂肪细胞中丰富的线粒体以及UCP1的表达使棕色脂肪具有独特的产热能力。同时，BAT也是一个内分泌器官，可分泌脂肪因子、微囊泡，靶向白色脂肪组织、肝脏和骨骼肌等外周组织。

Myostatin（MSTN），又称生长分化因子8（GDF-8），是转化生长因子β（TGF-β）家族的重要成员。自从1997年首次被发现以来，Myostatin因其在肌肉生长中的负调控作用而受到广泛关注。Myostatin通过抑制肌肉细胞的生长和分化来控制肌肉质量，基因突变或敲除Myostatin会导致肌肉质量显著增加。在肌肉萎缩症和肌肉衰减综合征等疾病中，抑制Myostatin被认为是一种潜在的治疗策略。然而，近年来的研究表明，Myostatin不仅影响肌肉，还对脂肪组织和整体代谢有重要影响。

2024年6月19日，复旦大学生命科学学院孔星星教授团队在JCI杂志在线发表Myostatin regulates energy homeostasis through autocrine- and paracrine-mediated microenvironment communications的研究论文，阐述了棕色脂肪细胞MSTN调控系统代谢的作用。为肥胖和代谢紊乱的治疗提供了新的途径。

孔星星团队一直来研究脂肪组织与骨骼肌等组织器官的代谢与网络调控。之前的研究工作（Brown Adipose Tissue Controls Skeletal Muscle Function via the Secretion of Myostatin. Cell Metabolism, 28:631–643, 2018）首次阐释了BAT可以调控骨骼肌的结构与功能，从而影响运动；同时发现BAT可以分泌MSTN。紧接着，团队很好奇肌肉质量的关键负调控因子MSTN为何会被BAT分泌？会不会发挥代谢功能？深入研究发现，棕色脂肪组织特异性缺失MSTN的小鼠表现出饮食诱导的肥胖、胰岛素抵抗、脂肪肝，以及骨骼肌功能受损，与MSTN全身敲除小鼠的表型矛盾。进一步的研究表明，Kruppel样因子4（KLF4）负责介导代谢表型的变化，而FGF21参与了由于棕色脂肪组织缺失MSTN诱导的棕色脂肪细胞和巨噬细胞之间的微环境改变。此外，MSTN-SMAD2/3-p38信号通路介导脂肪细胞中KLF4和FGF21的表达。