eLife：肌肉如何对环境条件做出反应，LSD1说了算

肌肉的力量和发育受各种环境因素的调节，如运动和饮食。然而，基因功能调控的潜在机制尚不清楚。来自日本的一组研究人员现在发现，参与基因表达的赖氨酸特异性去甲基酶1 (LSD1)调节肌肉对环境压力的敏感性。他们的研究阐明了肌肉环境适应机制的一部分。

　　

   

   

环境压力，如营养不良和缺乏锻炼，会导致肌肉量减少或萎缩。LSD1是适应这种环境应激的关键调节因子。

图源:熊本大学的Mitsuyoshi Nakao

肌肉，特别是骨骼肌，在整个身体的运动功能和稳态中起着至关重要的作用。肌肉量的增大和缩小取决于环境因素，如衰老、营养和运动。然而，这种被称为环境适应的现象在高压力条件下可能是有害的，因为它会诱导过度适应，导致病理状态。由于环境压力导致骨骼肌萎缩(或肌肉量减少)的高压力情况包括营养不良或缺乏锻炼，导致身体能力低下。通过适当的营养摄入和锻炼等生活习惯来维持肌肉功能是可能的。在分子水平上理解这一现象将有助于提高预期寿命，减轻护理负担。

基因上有各种各样的“标记”，它们调节基因的激活和表达。这些标记是DNA分子和相关组蛋白上的化学修饰(甲基、乙酰基等)，形成我们所说的“表观基因组”。由于表观基因组可以被环境胁迫改变，因此被认为在环境适应中起着重要作用。然而，涉及肌肉对环境压力敏感性的表观基因组控制机制尚不清楚。

在这方面，熊本大学的Hiroki Araki和Shinjiro Hino, Mitsuyoshi Nakao等同事揭示了LSD1参与肌肉环境反应性和健康维护的调节。该小组此前已经阐明了LSD1酶在表观遗传标记中的功能。虽然已知LSD1在快速收缩肌纤维类型中被激活，并可能参与维持肌肉健康，但具体细节尚不清楚。

解释所进行的实验，“我们创造了在骨骼肌中特异性敲除LSD1的突变小鼠，并检查了它们对环境刺激的反应。”地塞米松是一种可以诱导外部肌肉萎缩和无力的药物，当给这些“LSD1-mKO”小鼠服用地塞米松时，它们表现出的症状比给野生型小鼠服用时严重得多。因此，LSD1的缺失会导致肌肉萎缩加剧。通常与LSD1合作的转录抑制因子Foxk1的失活被发现是症状恶化背后的主要原因之一。

此外，对小鼠进行长期的运动训练已被证明可以提高耐力和姿势，因为参与维护的内部肌肉体积增加了。有趣的是，研究发现LSD1缺乏会增强这些影响。在LSD1-mKO小鼠中，激活有氧呼吸的转录因子ERRγ的表达水平显著增加，这反过来又改善了运动的效果。这些结果表明，缺乏LSD1会导致肌肉对环境压力反应过度。

因此，LSD1允许肌肉对环境压力做出适度的反应。从医学的角度来看，放松这种反应有几个重要的意义，因为它可能会让骨骼肌适当地适应环境。肌肉减少症是一种外部肌肉质量和肌肉力量下降的疾病，大大降低了老年人的生活质量。在小鼠和人类中，随着年龄的增长，肌肉中LSD1的表达减少，肌肉萎缩基因的表达增加。可以通过生活习惯和药物来激活LSD1并增加其表达，这可能会导致肌肉健康的维持。

相反，在训练过程中抑制LSD1功能可能有利于预防和管理废用性萎缩(由于长期不使用肌肉引起的肌肉无力)。在阐述这项研究的意义时，“这项研究从医学的角度具有重要的意义。根据生命阶段和生活环境控制LSD1功能可能为健康长寿提供一种新的策略。”

文章标题

LSD1 defines the fiber type-selective responsiveness to environmental stress in skeletal muscle