大阪公立大学研究生院农学研究科的山地亮一教授、硕士二年级学生藤田修平、原田直树副教授、北风智也助教的研究团队，利用小鼠来源的肌管细胞进行分析，阐明了黑姜来源的天然成分HMF（5-羟基-7-甲氧基黄酮）使骨骼肌细胞肥大的分子机制。分析结果发现，存在于细胞膜上的受体蛋白GPR97促进肌管细胞肥大。此外，还鉴定出经由该受体的肌肥大新信号通路“GPR97-Gα12-mTORC1通路”，并阐明HMF通过激活该通路促进蛋白质合成、诱导肌肥大。相关成果已在线发表于《Archives of Biochemistry and Biophysics》。
图1：使骨骼肌肥大的新型GPR97–Gα12–mTORC1信号传导系统（供图：大阪公立大学）
约占体重的40%
骨骼肌是约占人体体重40%的最大组织，不仅在运动功能方面，在糖和脂质代谢方面也发挥着重要作用。另一方面，因增龄、运动不足、长期卧床等导致骨骼肌量减少时，会引发运动功能和代谢功能下降。因此，亟需阐明维持和增加骨骼肌量的分子机制。
研究团队此前已报告，黑姜天然成分HMF可使骨骼肌细胞肥大，并在加速衰老模型小鼠中抑制肌肉萎缩，但HMF以何种分子为靶点引起肌肥大此前一直不明确。
解析HMF
此次，研究团队利用小鼠来源的肌管细胞（myotube），解析了HMF引起肌肥大的机制。结果发现，存在于细胞膜上的受体蛋白GPR97促进肌管细胞肥大。此外，抑制GPR97表达时，肌管细胞萎缩，同时HMF的肌肥大效果消失。相反，增加GPR97表达则促进肌肥大，HMF可进一步增强其作用。
进一步分析结果阐明，HMF经由GPR97激活G蛋白Gα12，激活调控蛋白质合成的mTORC1信号通路，从而诱导肌肥大。此外，向小鼠骨骼肌施用HMF后，观测到mTORC1信号被激活。这一结果表明，HMF的作用不仅发生在培养细胞中，也发生在活体组织中。
接下来，研究团队分析了Gα12如何引起肌肥大。此前认为，Gα12的作用主要通过RhoA-SRF通路传递给细胞。然而，本研究中，虽然确认HMF可激活RhoA-SRF通路，但抑制该通路却并未能抑制肌肥大。另一方面，抑制Gα12或调控蛋白质合成的信号mTORC1的作用时，HMF引起的肌肥大消失。
这些结果表明，HMF并非经由此前已知的Gα12-RhoA-SRF通路，而是经由新鉴定的GPR97-Gα12-mTORC1通路促进蛋白质合成，从而诱导肌肥大的。
肌肉萎缩的预防
本次研究阐明了促进骨骼肌肌肥大的全新分子通路。该成果有望为增龄导致的肌肉减少症及长期卧床导致的肌肉萎缩等的预防和改善研究进展做出贡献。此外，新发现的GPR97-Gα12-mTORC1通路可能成为旨在维持和增加肌肉量的新靶点。今后，需要详细解析HMF如何经由GPR97激活Gα12。此外，该成果有望推动有助于维持肌肉量的功能性食品和补充剂原料的研究开发。
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：Archives of Biochemistry and Biophysics
论文：GPR97–Gα12–mTORC1 signaling drives myotube hypertrophy: identification of 5-hydroxy-7-methoxyflavone as a pathway activator
DOI：doi.org/10.1016/j.abb.2026.110964
