我国科学家揭示双重神经通路调控肌肉自噬机制

来源：科技日报
记者：陆成宽

渐冻症（ALS）、国科脊髓性肌萎缩症（SMA）等神经源性疾病背后，揭示肌肉机制长期困扰科学界的双重神经核心难题在于：神经系统究竟如何精准指挥肌肉细胞内部的“清洁系统”？

2日，中国科学院生物物理研究所张宏院士团队在国际学术期刊《发育细胞》（Developmental Cell）上发表最新研究成果，通路揭示了维持肌肉健康的调控双重神经调控机制。研究发现，自噬两条平行的国科神经通路如同协同工作的“调控线路”，共同维持肌肉细胞的揭示肌肉机制自噬活性。

细胞自噬：肌肉健康的双重神经“垃圾处理站”

细胞自噬是细胞内关键的降解与回收机制，相当于细胞的通路“垃圾处理站”，负责及时清除受损蛋白质和衰老细胞器，调控对维持肌肉正常功能至关重要。自噬

• 平衡关键：自噬活性必须保持在适度水平。国科过强或过弱均会导致肌肉病变。揭示肌肉机制
• 临床现象：在渐冻症、双重神经脊髓性肌萎缩症患者体内，肌肉细胞中常出现自噬底物 p62的异常堆积。
• 科学假设：这一现象提示，神经系统可能在远端操控着肌肉的自噬进程，但其具体分子机制此前一直未被阐明。

首次“看清”两条平行神经调控线路

研究团队利用体长约1毫米的模式生物线虫，首次清晰描绘了这两条神经调控线路的工作机制：

1. 第一条线路：电突触“闸门”机制

• 结构基础：由中间神经元和运动神经元形成的“电突触”。
• 正常功能：充当一道“闸门”，抑制特定神经肽的释放。
• 异常后果：一旦闸门失灵，神经肽大量涌向肌肉细胞表面，激活相应受体，引发肌肉细胞内 钙离子浓度异常升高。

2. 第二条线路：DAF-7信号直接调控

• 作用主体：一类感觉神经元。
• 作用机制：分泌信号分子 DAF-7，直接作用于肌肉细胞内部的信号通路。
• 功能结果：同样参与调节肌肉细胞内的钙离子水平。

殊途同归：钙离子失衡导致自噬瘫痪

论文第一作者、中国科学院生物物理研究所助理研究员郑辉指出，这两条通路最终汇聚于同一病理路径：

1. 共同终点：无论是电突触受损还是DAF-7信号异常，均会打破肌肉细胞内的钙离子平衡。
2. 分子损伤：过高的钙离子过度激活一种名为 钙蛋白酶的“剪刀”酶。
3. 功能崩溃：钙蛋白酶损伤溶酶体的结构与功能，导致大量丧失降解能力的 异常自噬溶酶体形成。
4. 最终结果：肌肉细胞的“垃圾处理站”陷入瘫痪，自噬底物堆积，肌肉功能受损。

科学意义与临床启示

这一发现具有双重重要意义：

• 理论突破：揭开了“神经元—肌肉”跨组织通讯的全新分子机制，解释了为何神经损伤会“隔空”拖垮肌肉。
• 临床价值：为渐冻症等神经肌肉疾病的研究和治疗提供了重要的新靶点和理论依据。

(责任编辑：休闲)