近日，天津医科大学医学技术学院傅力教授研究团队在中国体育科学学会会刊《运动医学与健康科学(英文)》(Sports Medicine and health Science) 在线发表了题为“Resistance exercise alleviates skeletal muscle atrophy through reduction of oxidative stress via Sestrin1 in C57BL/6J mice” 的研究论文。

该研究发现，六周抗阻运动训练可促进骨骼肌组织Sestrin1的蛋白表达并抑制骨骼肌细胞氧化应激、改善由糖皮质激素地塞米松诱导的小鼠骨骼肌萎缩。同时，该研究首次揭示了应激诱导蛋白Sestrin1通过促进细胞抗氧化关键因子 Nrf2 的核转位，增强骨骼肌的抗氧化能力，从而抑制蛋白降解。该研究结果为运动干预改善骨骼肌萎缩提供了理论和实验依据。

研究背景

骨骼肌萎缩是指由多种因素如营养不良、运动缺乏、增龄和长期药物治疗等原因所引起的骨骼肌质量及肌力减退。肌萎缩不仅降低人体运动的协调性，还会影响机体代谢能力，对人体健康和生活质量造成严重后果。研究发现，长期活性氧 (Reactive Oxygen Species, ROS) 产生过多、慢性炎症状态、肌卫星细胞数量减少等均可导致机体蛋白质分解超过蛋白质合成代谢，引发骨骼肌萎缩。[1] 除此之外，糖皮质激素水平的持续升高也是导致多种病理原因诱导的骨骼肌质量及功能低下的重要因素。[2] 与此一致的是，已有多项研究表明，地塞米松作为一种临床上广泛使用的长效糖皮质激素药物，能够诱导骨骼肌萎缩。[3]

那么应如何对抗或者延缓肌萎缩的发生呢？尽管目前尚无临床批准的治疗肌萎缩的特效药物，规律运动因其经济有效的特点已成为国内外医学界公认的有效方法。研究发现，抗阻运动能够重塑骨骼肌的结构与功能、增强肌力、改善肌萎缩，[3,4] 但是其具体机制尚不明确。因此，深入探究抗阻运动改善骨骼肌萎缩的内在分子机制将有助于揭示运动干预防治骨骼肌萎缩的作用靶点。

Sestrins 是一组在进化中高度保守的应激诱导蛋白，在哺乳动物体内分为Sestrin1、Sestrin2、Sestrin3三种亚型，它们受运动调控，主要发挥抗氧化功能，同时感知营养及环境信号，维持细胞生长与代谢，从而保护机体免受各种应激损伤。[5,6]多项研究证实，相比于 Sestrin3, Sestrin1, 2在维持骨骼肌质量及功能中发挥更重要的作用，而相较于Sestrin2, Sestrin1在多种肌萎缩模型中下降的更为明显，[7,8] 因此，研究者推测Sestrin1 在抗阻运动改善骨骼肌萎缩中发挥重要作用。

研究结果

1.抗阻运动改善小鼠骨骼肌萎缩

研究发现，就运动能力而言，抗阻运动组小鼠的抓力、最大负重能力以及网格悬吊时间显著高于肌萎缩组。对骨骼肌质量相关指标分析发现，抗阻运动能够改善由地塞米松干预所引起的股四头肌和腓肠肌的质量及肌纤维横截面积的下降。提示规律抗阻运动训练可显著改善骨骼肌萎缩并可作为提高骨骼肌质量、增强肌力的有效措施。

2.Sestrin1 参与抗阻运动改善小鼠骨骼肌萎缩

研究发现，抗阻运动干预改善地塞米松诱导的蛋白降解并提高 Sestrin1 的表达水平，提示抗阻运动改善小鼠骨骼肌萎缩可能与抵抗 Sestrin1 的蛋白表达降低相关。此外，细胞实验中，过表达 Sestrin1 同样显著改善肌管细胞萎缩；

3.Nrf2 介导 Sestrin1 对氧化应激损伤及肌萎缩的改善作用

长期抗阻运动或过表达Sestrin1 均能显著改善地塞米松干预造成的氧化应激损伤，而抑制在机体抗氧化应激过程中发挥关键作用转录因子Nrf2 的表达不仅加重地塞米松造成的氧化应激损伤及肌管细胞萎缩，还减弱 Sestrin1 对氧化应激及肌管萎缩的改善作用。综上，Sestrin1通过诱导肌管细胞 Nrf2 核转位增强其抗氧化功能，并可能由此抑制肌管细胞蛋白降解、维持骨骼肌功能，进而改善肌萎缩。

总 结

该研究通过给予肌萎缩小鼠六周抗阻运动干预，观察其对骨骼肌萎缩的改善效果并探究内在机制。研究发现，六周抗阻运动训练可显著改善地塞米松诱导的小鼠骨骼肌萎缩及氧化应激损伤，上述改善效应可能与抗阻运动促进小鼠骨骼肌 Sestrin1 蛋白表达有关。

具体而言，Sestrin1通过促进 Nrf2 入核，增加细胞抗氧化基因的表达，改善地塞米松诱导的氧化应激损伤，同时， Nrf2 介导 Sestrin1 对肌萎缩的改善作用。因此，Sestrin1在抗阻运动改善地塞米松诱导的骨骼肌萎缩中发挥关键作用，此过程与 Sestrin1/Nrf2 信号通路对骨骼肌氧化应激的抑制作用密切相关。

健康提示：长期使用激素或存在骨骼肌萎缩风险的人群，可在医生指导下选择抗阻运动训练 (如哑铃、弹力带等对抗阻力运动)，激活细胞 “天然抗氧化盾牌”，守护肌肉健康！ 

该研究由天津医科大学医学技术学院康复医学系研究生杨雪歌、彭靖琳、黄雅廷，基础医学院刘素娟副教授、康复医学系牛燕媚副教授共同完成，国家自然科学基金面上项目32171135 资助。

原文文献：

Xuege Yang, Jinglin Peng, Yating Huang, Sujuan Liu, Yanmei Niu, Li Fu. Resistance exercise alleviates skeletal muscle atrophy through reduction of oxidative stress via Sestrin1 in C57BL/6J mice[J]. Sports Medicine and Health Science, 2025, In Press. 

https://doi.org/10.1016/j.smhs.2025.02.001.

参考文献：

1. Yin L, Li N, Jia WH, et al. Skeletal muscle atrophy: From mechanisms to treatments. Pharmacol Res. 2021;172:105807. 

2. Gupta D, Morley JE. Hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis and aging. Compr Physiol. 2014;4(4):1495-1510.

3. Yang Y, Yang XG, Huang YT, Liu SJ, Niu YM, Fu L. Resistance exercise alleviates dexamethasone-induced muscle atrophy via Sestrin2/MSTN pathway in C57BL/6J mice. Exp Cell Res. 2023;432(1):113779. 

4. Huang YT, Jiang CX, Li XR, Liu SJ, Niu YM, Fu L. Resistance exercise preconditioning prevents disuse muscle atrophy by inhibiting apoptosis and protein degradation via SESN2 in C57BL/6J mice. Biochim Biophys Acta, Mol Basis Dis. 2024;1870(4):167111. 

5. Ho A, Cho CS, Namkoong S, Cho US, Lee JH. Biochemical Basis of Sestrin Physiological Activities. Trends Biochem Sci. 2016;41(7):621-632. 

6. Kim M, Sujkowski A, Namkoong S, et al. Sestrins are evolutionarily conserved mediators of exercise benefits. Nat Commun. 2020;11(1):190.

7. Rai N, Venugopalan G, Pradhan R, et al. Exploration of novel anti-oxidant protein sestrin in frailty syndrome in elderly [J]. Aging Dis, 2018, 9(2): 220-227.

8. Segalés J, Perdiguero E, Serranol AL, et al. Sestrin prevents atrophy of disused and aging muscles by integrating anabolic and catabolic signals. Nat Commun. 2020;11(1):189.