大阪公立大學研究生院農學研究科的山地亮一教授、碩士二年級學生藤田修平、原田直樹副教授、北風智也助教的研究團隊，利用小鼠來源的肌管細胞進行分析，闡明了黑姜來源的天然成分HMF（5-羥基-7-甲氧基黃酮）使骨骼肌細胞肥大的分子機制。分析結果發現，存在於細胞膜上的受體蛋白GPR97促進肌管細胞肥大。此外，還鑑定出經由該受體的肌肥大新信號通路「GPR97-Gα12-mTORC1通路」，並闡明HMF透過激活該通路促進蛋白質合成、誘導肌肥大。相關成果已線上發表於《Archives of Biochemistry and Biophysics》。
圖1：使骨骼肌肥大的新型GPR97–Gα12–mTORC1信號傳導系統（圖片提供：大阪公立大學）
約佔體重的40%
骨骼肌是約佔人體體重40%的最大組織，不僅在運動功能方面，在糖和脂質代謝方面也發揮著重要作用。另一方面，因增齡、運動不足、長期臥床等導致骨骼肌量減少時，會引發運動功能和代謝功能下降。因此，亟需闡明維持和增加骨骼肌量的分子機制。
研究團隊此前已報告，黑姜天然成分HMF可使骨骼肌細胞肥大，並在加速衰老模型小鼠中抑制肌肉萎縮，但HMF以何種分子為靶點引起肌肥大此前一直不明確。
解析HMF
此次，研究團隊利用小鼠來源的肌管細胞（myotube），解析了HMF引起肌肥大的機制。結果發現，存在於細胞膜上的受體蛋白GPR97促進肌管細胞肥大。此外，抑制GPR97表達時，肌管細胞萎縮，同時HMF的肌肥大效果消失。相反，增加GPR97表達則促進肌肥大，HMF可進一步增強其作用。
進一步分析結果闡明，HMF經由GPR97激活G蛋白Gα12，激活調控蛋白質合成的mTORC1信號通路，從而誘導肌肥大。此外，向小鼠骨骼肌施用HMF後，觀測到mTORC1信號被激活。這一結果表明，HMF的作用不僅發生在培養細胞中，也發生在活體組織中。
接下來，研究團隊分析了Gα12如何引起肌肥大。此前認為，Gα12的作用主要透過RhoA-SRF通路傳遞給細胞。然而，本研究中，雖然確認HMF可激活RhoA-SRF通路，但抑制該通路卻並未能抑制肌肥大。另一方面，抑制Gα12或調控蛋白質合成的信號mTORC1的作用時，HMF引起的肌肥大消失。
這些結果表明，HMF並非經由此前已知的Gα12-RhoA-SRF通路，而是經由新鑑定的GPR97-Gα12-mTORC1通路促進蛋白質合成，從而誘導肌肥大的。
肌肉萎縮的預防
本次研究闡明了促進骨骼肌肌肥大的全新分子通路。該成果有望為增齡導致的肌肉減少症及長期臥床導致的肌肉萎縮等的預防和改善研究進展做出貢獻。此外，新發現的GPR97-Gα12-mTORC1通路可能成為旨在維持和增加肌肉量的新靶點。今後，需要詳細解析HMF如何經由GPR97激活Gα12。此外，該成果有望推動有助於維持肌肉量的功能性食品和補充劑原料的研究開發。
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：Archives of Biochemistry and Biophysics
論文：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
