燃料功能：即将到来的肌肉生理学见解
生理学是一门影响深远的学科，涵盖了从细胞功能到全身功能的各个方面。除了为转化医学和临床医学奠定基础外，生理学研究还为我们健康和福祉的各个方面提供信息。为了表彰这一广阔领域，世界各地的生理学家将齐聚美国生理学峰会，这是一个与同行交流、向与会者学习以及分享研究成果的热门场所。本着会议的精神，以下出版物综述涵盖了肌肉生理学即将到来的见解，包括平滑肌力学、线粒体肌病的中和治疗方法以及Myc在骨骼肌生长中的作用。
特色图片（改编自©Kiem等人（2025年），根据CC BY 4.0许可）展示了800A：体外肌肉装置上的平滑肌力学设置（左侧）。右侧是三种协议中每一种在λ=2大与5个周期内主动力（A）和被动力（B）的变化结果。
连续拉伸和激活协议中平滑肌机械特性的可重复性
器官模型作为重要的临床前测试系统，严重依赖于输入数据。这些数据是通过重复的机械实验获得的，以提供代表性器官的准确模型。在平滑肌模型的情况下，由于测量过程中主动和被动特性的快速变化，获取这些输入数据尤其具有挑战性。为了应对这一挑战，Kiem等人（2025年）试图在连续拉伸和激活协议后复制SM组织的初始机械特性。
来自九只健康雌性家猪的膀胱组织条被缝入3D打印的安装部件中，并垂直连接到Aurora Scientific的305C-LR双模式杠杆系统上，该系统固定在800A：体外肌肉装置上。长度和力信号使用604A：数据采集信号接口记录，数据在610A：动态肌肉控制软件上获取。每个协议包括五个重复的实验周期，在长肌肉长度下进行刺激，并在短肌肉长度下进行不同数量的刺激（协议1：0次刺激，协议2：1次刺激，协议3：2次刺激）。
分析结果显示，协议2和协议3成功地在五个周期内复制了长长度下的初始主动力，但未能保持初始被动力。相反，协议1在每个周期中诱导的主动力逐渐增加，并且在整个周期中保持恒定的被动力方面最为有效。综上所述，这项研究提出了一种获取可重复平滑肌参数的新方法，并为未来探索平滑肌机械特性的研究奠定了基础。
GDF15中和作用改善线粒体肌病小鼠模型的肌肉萎缩和运动不耐受
原发性线粒体肌病（PMMs）是由干扰线粒体功能的突变引起的遗传性疾病。PMMs可导致一系列症状，但主要通过肌肉质量和力量的特征性丧失、运动不耐受和疲劳来影响骨骼肌。有趣的是，PMM患者和线粒体肌病小鼠模型均表现出升高的生长分化因子15（GDF15）水平，这表明GDF15可能在疾病过程中发挥关键作用。为了探索GDF15中和的治疗潜力，Flaherty III等人（2025年）评估了使用GDF15中和抗体治疗是否能缓解线粒体DNA聚合酶γ（POLG）突变小鼠（PMM的小鼠模型）的肌肉损伤。
研究人员对POLG突变小鼠、抗GDF15抗体治疗小鼠（POLG-GDF15 mAB2）和野生型小鼠进行了自愿转轮跑步、跑步机跑步和体内肌肉功能评估。使用Aurora Scientific的300C-FP双模式杠杆系统和701C高功率刺激器联合评估体内跖屈功能，并使用615A：DMC和DMA软件包进行数据收集和分析。
测量结果显示，POLG小鼠早在3月龄时循环GDF15水平就已升高，并在6月龄和10月龄时显著上升。伴随着这种生化变化，小鼠开始出现明显的身体衰退迹象：从6月龄左右开始体重增长受阻，脂肪和瘦体重均显著减少，跖屈肌力减弱，自愿转轮跑步活动减少。引人注目的是，中和GDF15逆转了许多这些表型，导致体重显著增加，脂肪量得以保留，更重要的是，恢复了肌肉功能和运动耐受性。这些改善突出了GDF15中和作为改善PMM患者身体表现和缓解症状的有力治疗策略。
肌肉纤维Myc对肌肉生长不是必需的，其强制表达严重干扰体内平衡
Myc是一种致癌转录因子，调节细胞生长、增殖和分化的基因表达。尽管Myc在成年骨骼肌中的表达较低，但已知在肥大阻力锻炼后会增加，暗示其可能参与骨骼肌生长（肥大）。为了验证这一点，Ham等人（2025年）研究了骨骼肌纤维和肌肉干细胞（MuSC）中Myc的过表达和消除。
在全面评估中，进行了一系列功能和分子实验，包括体外肌肉力量测量、组织学、免疫染色、数字PCR和RT-qPCR。对于前者，仔细分离了快肌趾长伸肌（EDL）和慢肌比目鱼肌，缝合并安装在Aurora Scientific的1200A啮齿动物孤立肌肉测试系统上。确定最佳长度后，肌肉经历了强直、力-频率和疲劳协议。
尽管Myc表达减少，但骨骼肌纤维中Myc被消除的小鼠与对照组相比，在肌肉质量或孤立肌肉力量方面没有显著差异。事实上，它们仅表现出雄性EDL肌肉中峰值抽搐力的轻微降低，并且总体上保持了肌肉功能和易疲劳性。这些发现表明，肌肉纤维Myc敲除对正常肌肉发育和性能的影响最小。尽管Myc在肌肉干细胞中对再生至关重要，但令人惊讶的是，肌肉纤维Myc对出生后或诱导生长并不是必需的——当过表达时，会破坏肌肉结构和功能。这些发现推翻了Myc作为肌肉简单生长促进剂的观点，挑战了其作为肌肉肥大驱动因素的假设角色。
结论
Kiem等人（2025年）、Flaherty III等人（2025年）和Ham等人（2025年）的这些研究突出了肌肉生理学研究的多样性和不断发展——从揭示平滑肌力学和治疗干预到挑战关于生长调节剂的假设。综合起来，它们强调了综合研究在塑造我们对肌肉健康、功能和治疗潜力的理解方面的重要性。
