枸杞子如何維持骨骼肌干細胞庫發揮“堅筋”功效

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枸杞子是我國傳統名貴中藥，被衛生部批準為“藥食兩用食物”。寧夏枸杞（Lycium barbarum L.）為茄科枸杞屬植物寧夏枸杞的果實，是中藥枸杞子道地藥材。《本草綱目》記載枸杞子具有“久服堅筋骨，輕身不老”的功效。然而枸杞子具備上述功效的科學原理仍未得到充分解釋。

近日，中國科學院生物物理研究所陳暢課題組與中國科學院上海藥物研究所丁侃課題組合作發現枸杞均一多糖LBP1C-2通過與FGFR1相互作用促進骨骼肌衛星細胞活化和自我更新，從而維持肌肉干細胞庫。相關研究成果在線發表于iScience雜志

衰老對身體最顯著的影響之一是骨骼肌質量、力量和功能的喪失，即肌肉萎縮。衛星細胞(Satellite cells，SCs)作為骨骼肌干細胞，在骨骼肌生長、損傷修復和再生過程中發揮重要作用。衛星細胞數量的減少和功能損傷是年齡相關肌肉萎縮的重要原因。

研究人員以成年小鼠和自然衰老小鼠為模型，發現枸杞水提物（L. barbarum extract, LBE）灌胃處理可以增加骨骼肌衛星細胞的數量。在肌肉損傷再生模型中，LBE可以促進干細胞活化和自我更新從而促進肌肉再生。探究LBE中發揮作用的主要成分，發現枸杞多糖（L. barbarumpolysaccharide，LBP）作為LBE的主要成分，具有類似的功效。更重要的是，研究者發現從LBP中分離純化得到的均一多糖LBP1C-2是調控衛星細胞數量和功能的有效成分。機制研究發現LBP1C-2可能與膜受體FGFR1直接相互作用，通過激活p38信號通路促進衛星細胞活化，在衛星細胞活化增值后再通過上調Spry1表達促進衛星細胞自我更新，從而維持肌肉干細胞庫的穩定。

這項研究首次發現LBE和LBP參與骨骼肌衛星細胞功能調控，這一發現與陳暢課題組前期研究揭示的LBE通過增加氧化型肌纖維比例增強肌肉耐力的功能相輔相成，從肌纖維類型和干細胞維持兩個方面系統性的為枸杞子“久服堅筋骨，輕身不老”傳統功效提供了科學詮釋。并且該研究明確了LBE這一功效的活性成分和靶點，闡釋了發揮作用的分子機制，將為枸杞子或其有效成分在骨骼肌中的藥用或輔助藥用奠定理論基礎。

中國科學院生物物理所研究員陳暢和中科院上海藥物所研究員丁侃為本文的共同通訊作者。副研究員孟姣、博士生呂振宇和原丁侃組陳霞博士為本文的共同第一作者。該課題獲得中國科學院戰略性先導科技項目（B類）、國家重點研發計劃生物大分子與微生物組專項、寧夏自治區重點研發計劃重大項目、中國科學院科技服務網絡計劃（STS計劃）區域重點項目、上海市科技重大項目的資助。

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枸杞均一多糖LBP1C-2維持骨骼肌衛星細胞庫的功效和分子機制示意圖

論文相關鏈接：https://doi.org/10.1016/j.isci.2023.106573