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“保温杯里放枸杞”的科学依据来了!枸杞坚筋骨的科学含义及作用机制-岩拓气凝胶

“保温杯里放枸杞”的科学依据来了!枸杞坚筋骨的科学含义及作用机制

“保温杯里放枸杞”的科学依据来了!中科院陈畅团队揭示枸杞坚筋骨的科学含义及作用机制

枸杞是我国传统中药,自古以来被列为”上品”,并被卫生部批准为”药食两用食物”,即”药食同源”。《本草纲目》记载:枸杞 “久服坚筋骨,轻身不老”。然而到目前为止,人们对枸杞”坚筋骨”这一传统功效的科学含义以及作用机制知之甚少。

近日,中国科学院生物物理研究所陈畅课题组在 FASEB Journal 杂志发表了题为:An extract of Lycium barbarum mimics exercise to improve muscle endurance through increasing type IIa oxidative muscle fibers by activating ERRγ 的研究论文。

利用现代科学技术手段和思路对枸杞”坚筋骨”这一功效进行了科学解读,发现枸杞水提物通过激活PKA-CREB通路上调ERRγ(基因名为Esrrg),从而调控肌纤维类型”模拟锻炼增强肌肉功能。

“保温杯里放枸杞”的科学依据来了!中科院陈畅团队揭示枸杞坚筋骨的科学含义及作用机制

陈畅课题组以C57BL/6小鼠为模型,通过灌胃给药方式,检测了枸杞水提物对骨骼肌成分和能量代谢的影响。发现枸杞水提物能显著增加小鼠胫骨前肌和腓肠肌的肌肉体重比,减少白色脂肪含量,提高小鼠的平均最大跑步距离,即:增加肌肉的耐力。体内小鼠实验和体外细胞实验表明,枸杞水提物通过增加肌肉中氧化型肌纤维(IIa型)比例和有氧呼吸作用来实现这一功能。

进一步的作用机制研究发现枸杞水提物通过激活雌激素相关受体ERRγ(estrogen-related receptor gamma)上调IIa型氧化型肌纤维的比例和调节骨骼肌能量代谢,并且PKA-CREB信号通路介导了ERRγ的激活(如下图)。

“保温杯里放枸杞”的科学依据来了!中科院陈畅团队揭示枸杞坚筋骨的科学含义及作用机制
图1 枸杞水提物通过激活PKA-CREB-ERRγ通路增加氧化型肌纤维比例、有氧呼吸和肌肉耐力”模拟锻炼”功效的分子机制

这项研究首次证明,枸杞水提物可以调节骨骼肌重塑和能量代谢,为枸杞”坚筋骨”的传统功效提供了科学解读。在增强肌肉耐力、增加氧化型肌纤维比例、增加肌肉体重比、减少白色脂肪含量、增加能量产生和能量交换、促进线粒体生物合成、促进脂肪酸氧化和产热方面均起到模拟锻炼的效果(表1)。

“保温杯里放枸杞”的科学依据来了!中科院陈畅团队揭示枸杞坚筋骨的科学含义及作用机制
表1 枸杞水提物与有氧运动增强肌肉功能比较

该研究成果在基础研究方面科学阐述了中药传统功效内涵;在应用转化方面,其”模拟锻炼”的功效有望应用于长跑或其他耐力型运动员,缺乏或不能进行适当体育锻炼的人群或者衰老人群,为枸杞转化应用提供了科学依据,有望对枸杞产业起到重要推动作用。

据悉,中国科学院生物物理所陈畅研究员为本文的通讯作者。副研究员孟姣和博士生吕振宇为本文的共同第一作者,孙传鑫和乔新华为共同作者。该课题获得宁夏自治区重点研发计划重大项目、中国科学院科技服务网络计划(STS计划)区域重点项目、国家重点研发计划蛋白质机器与生命过程调控专项、中国科学院战略性先导科技项目(B类)、国家自然科学基金重大研究计划的资助。相关工作也已申请专利。

论文链接:

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

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