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肌肉生成素基因(MSTN)功能破坏性变异的人群具有更高的骨骼肌量和力量,并且脂肪较少

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为什么有些人天生更容易长肌肉

我们大多数人都认识这样的人:似乎很容易增肌并且在不费太多功夫的情况下保持相对苗条。本研究聚焦于控制肌肉生长的强大生物制动器——一种名为肌肉生成素的蛋白,提出一个简单问题:如果这一制动器在真实个体中被部分解除,终生会发生什么?通过筛选超过一百万名志愿者的基因与影像数据,研究者展示了肌肉生成素基因中的罕见天然变异如何影响肌肉、脂肪、力量与健康,并为长期阻断肌肉生成素的药物可能产生的后果提供了预览。

身体的肌肉制动器

肌肉生成素是肌肉产生的一种信号,告诉肌肉细胞不要过度增大。在动物中,完全去除该信号会产生著名的“双肌肉”牛以及肌肉发达的小鼠和犬类。制药公司已经测试过能阻断肌肉生成素或其受体的抗体,这些治疗在成人中能适度增加肌肉。但药物通常仅在几个月或几年内使用。为了了解从出生到老年持续降低该通路的影响,研究团队寻找携带被预测会削弱或破坏肌肉生成素的罕见基因变异的人群。

从基因和扫描读出肌肉与脂肪

研究者利用来自11个大型队列、共计110万人次的外显子测序数据,发现超过1.3万名携带肌肉生成素基因罕见变异的个体。其中约200个变异被预测会严重损害蛋白功能。随后他们将每个人的遗传特征与多种身体成分测量结果对应起来:估算脂肪和瘦体重的廉价生物阻抗秤;反映肌肉体积的血液标志物如肌酐;握力测试;以及来自近7.8万名参与英国生物样本库影像研究者的全身MRI详情。深度学习算法自动分割这些扫描图像,以计算全身不同肌群与脂肪库的体积。

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更强、更有肌肉且更精瘦的身体

在人群中,携带功能破坏性肌肉生成素变异的人在多方面表现突出。他们总体体重并未显著更高,但体脂更少且无脂体重更高,MRI证实额外的瘦组织主要是肌肉而非骨骼或器官。在某些肌群(例如臀大肌),携带者的肌肉体积比同龄、同性别及身高的预期水平高出超过10%。握力和反映肌肉量的血液标志物也更高。与此同时,总脂肪体积和肌肉内脂肪浸润更低,表明肌肉既更大又更“干净”。这些效应在男女中均有体现,且少数携带两拷贝破坏性变异的人显示出更显著的肌肉增加和体脂下降。

健康风险与可能的副益处

考虑到未来任何肌肉生成素抑制疗法可能需要长期使用,团队还在功能破坏性变异携带者中寻找潜在危害的迹象。他们未发现减少肌肉生成素功能会增加心力衰竭、心肌肥厚、不育或多囊卵巢综合征的证据。实际上,携带者显示出略薄的心脏壁以及代谢健康方面的若干改善迹象,例如经体重校正的腰臀比较低,以及长期血糖偏低的趋势。尽管这些信号较为温和,但它们表明通过降低肌肉生成素来增加肌肉同时减少脂肪,可能在代谢上是有利而非有害的。

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这对未来治疗意味着什么

对非专业读者来说,关键结论是:天生携带部分“关闭”型肌肉生成素基因的人,最终会比普通人略微更有肌肉、更强壮且更精瘦,而且在心脏或生殖健康方面没有明显代价。这些变化不如动物实验中那样夸张,但具有实际意义:肌肉量增加若干个百分点、脂肪减少,并可能在晚年带来更好的身体功能。这些发现支持了这样的理念:在老年人或在减肥过程中有肌肉流失风险的肥胖个体中,谨慎地阻断肌肉生成素可能有助于在保持力量的同时改善体脂分布。药物永远无法完全复制终生遗传效应,且更强的抑制可能产生不同后果,但自然界在这些个体中的“实验”为长期抑制肌肉生成素在总体上将身体向更多肌肉和更少脂肪转变且大致安全提供了审慎乐观的证据。

引用: Herman, J.L., Dornbos, P., Landheer, K. et al. Humans with function-disrupting variants in the myostatin gene (MSTN) have increased skeletal muscle mass and strength, and less adiposity. Nat Commun 17, 3891 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70422-2

关键词: 肌肉生成素, 骨骼肌, 身体成分, 遗传变异, 肥胖治疗