“保溫杯里放枸杞”的科學依據來了!中科院陳暢團隊揭示枸杞堅筋骨的科學含義及作用機制

枸杞是我國傳統(tǒng)中藥,自古以來被列為”上品”,并被衛(wèi)生部批準為”藥食兩用食物”,即”藥食同源”。《本草綱目》記載:枸杞 “久服堅筋骨,輕身不老”。然而到目前為止,人們對枸杞”堅筋骨”這一傳統(tǒng)功效的科學含義以及作用機制知之甚少。

近日,中國科學院生物物理研究所陳暢課題組在?FASEB Journal?雜志發(fā)表了題為:An extract of Lycium barbarum mimics exercise to improve muscle endurance through increasing type IIa oxidative muscle fibers by activating ERRγ?的研究論文。

利用現代科學技術手段和思路對枸杞”堅筋骨”這一功效進行了科學解讀,發(fā)現枸杞水提物通過激活PKA-CREB通路上調ERRγ(基因名為Esrrg),從而調控肌纖維類型”模擬鍛煉增強肌肉功能。

“保溫杯里放枸杞”的科學依據來了!中科院陳暢團隊揭示枸杞堅筋骨的科學含義及作用機制

陳暢課題組以C57BL/6小鼠為模型,通過灌胃給藥方式,檢測了枸杞水提物對骨骼肌成分和能量代謝的影響。發(fā)現枸杞水提物能顯著增加小鼠脛骨前肌和腓腸肌的肌肉體重比,減少白色脂肪含量,提高小鼠的平均最大跑步距離,即:增加肌肉的耐力。體內小鼠實驗和體外細胞實驗表明,枸杞水提物通過增加肌肉中氧化型肌纖維(IIa型)比例和有氧呼吸作用來實現這一功能。

進一步的作用機制研究發(fā)現枸杞水提物通過激活雌激素相關受體ERRγ(estrogen-related receptor gamma)上調IIa型氧化型肌纖維的比例和調節(jié)骨骼肌能量代謝,并且PKA-CREB信號通路介導了ERRγ的激活(如下圖)。

“保溫杯里放枸杞”的科學依據來了!中科院陳暢團隊揭示枸杞堅筋骨的科學含義及作用機制
圖1 枸杞水提物通過激活PKA-CREB-ERRγ通路增加氧化型肌纖維比例、有氧呼吸和肌肉耐力”模擬鍛煉”功效的分子機制

這項研究首次證明,枸杞水提物可以調節(jié)骨骼肌重塑和能量代謝,為枸杞”堅筋骨”的傳統(tǒng)功效提供了科學解讀。在增強肌肉耐力、增加氧化型肌纖維比例、增加肌肉體重比、減少白色脂肪含量、增加能量產生和能量交換、促進線粒體生物合成、促進脂肪酸氧化和產熱方面均起到模擬鍛煉的效果(表1)。

“保溫杯里放枸杞”的科學依據來了!中科院陳暢團隊揭示枸杞堅筋骨的科學含義及作用機制
表1 枸杞水提物與有氧運動增強肌肉功能比較

該研究成果在基礎研究方面科學闡述了中藥傳統(tǒng)功效內涵;在應用轉化方面,其”模擬鍛煉”的功效有望應用于長跑或其他耐力型運動員,缺乏或不能進行適當體育鍛煉的人群或者衰老人群,為枸杞轉化應用提供了科學依據,有望對枸杞產業(yè)起到重要推動作用。

據悉,中國科學院生物物理所陳暢研究員為本文的通訊作者。副研究員孟姣和博士生呂振宇為本文的共同第一作者,孫傳鑫和喬新華為共同作者。該課題獲得寧夏自治區(qū)重點研發(fā)計劃重大項目、中國科學院科技服務網絡計劃(STS計劃)區(qū)域重點項目、國家重點研發(fā)計劃蛋白質機器與生命過程調控專項、中國科學院戰(zhàn)略性先導科技項目(B類)、國家自然科學基金重大研究計劃的資助。相關工作也已申請專利。

論文鏈接:

https://doi.org/10.1096/fj.202000136R

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