文章标题：VEGF-B-mediated myofiber types involved in high-fat diet-induced hyperglycemia through PKA-NFATs signaling pathway
发表期刊：Stem Cell Research & Therapy (IF 7.3)
合作客户：湖北医药学院基础医学院唐俊明/赵小英、湖北医药学院附属太和医院席世兵研究团队
维真助力
病毒产品：Ad-NFATc1/c2
感染细胞：C2C12 细胞
病毒用量：1×10^9 pfu
研究背景
高血糖和胰岛素抵抗是肥胖和2型糖尿病（T2DM）的关键表型，骨骼肌纤维类型组成与胰岛素抵抗密切相关。血管内皮生长因子B（VEGF-B）在T2DM中起重要作用，但在肥胖或 T2DM个体中，其对肌纤维类型的影响尚不明确，此研究旨在探究其影响及机制。

研究结果
1、VEGF-B抑制I型骨骼肌纤维形成
研究发现，VEGF-B缺失的小鼠在高脂饮食喂养下，其骨骼肌中慢肌纤维（I 型）数量增加，同时高脂饮食诱导的高血糖症状得到改善。RNA-seq结果显示，与成肌细胞分化和融合相关的标记基因（Mef2a、Mef2c、Myog）在VEGF-B缺失的小鼠中表达水平明显更高。通过体外连续单剂量给予不同浓度的VEGF-B167和VEGF-B186处理C2C12成肌细胞，发现低浓度的两种VEGF-B亚型以剂量依赖方式促进成肌细胞分化、融合及肌管形成，而高浓度则抑制这些过程，且VEGF-B186的作用更显著；同时VEGF-B167和VEGF-B186对成肌细胞分化和融合的抑制作用呈时间依赖性。为模拟2型糖尿病患者I型骨骼肌纤维特征，用100 ng/mL VEGF-B连续单剂量处理C2C12成肌细胞6天。结果显示，VEGF-B186 和 VEGF-B167均会抑制I型慢肌纤维形成，其中VEGF-B186的抑制作用更显著，具体表现为MyHC-1表达降低，慢肌纤维数量及蛋白水平减少，且对慢肌纤维的影响强于快肌纤维。

2、VEGF-B186通过PKA-NFAT-MyoG/MEF2C信号通路抑制成肌细胞分化/融合和慢收缩纤维形成
研究发现，PKA信号通路参与了VEGF-B186介导的成肌细胞分化、融合及I型肌纤维形成减少的过程。通过RNA-seq评估WT及VEGF-B缺失小鼠腓肠肌中的NFAT信号相关基因，发现Vegfb-/--HFD小鼠慢肌纤维增多且血糖正常，这与NFATc1/c2信号增强有关。Western印迹分析显示VEGF-B186增加细胞质中p-NFATc1/c2水平，同时降低细胞核NFATc1/c2水平；此外PKA激活剂可逆转VEGF-B186对NFATc1/c2核转位的抑制。利用腺病毒载体过表达NFATc1/c2（尤其是NFATc1）能逆转VEGF-B186对MyHC和慢肌纤维蛋白水平的降低作用，还能消除其对肌管中MyoG+和MEF2C+细胞核数量的抑制。以上数据说明PKA-NFAT-MyoG/MEF2C信号通路参与了VEGF-B186介导的对成肌细胞分化和慢肌纤维形成的抑制作用。进一步分析表明高水平的VEGF-B186通过PKA和NFAT信号通路调节肌纤维葡萄糖利用和线粒体储备呼吸能力。

研究结论
本研究阐明VEGF-B是肥胖或T2DM背景下肌纤维类型组成和代谢稳态的关键调节因子。VEGF-B186表达水平升高对慢肌纤维形成和葡萄糖代谢的抑制作用凸显了其在肥胖相关代谢失调中的病理作用，揭示了VEGF-B186抑制剂或单克隆抗体在T2DM治疗中具有巨大潜力。