期刊：cell
影响因子：42.5
发表时间：2026年4月17日
通讯作者：清华大学
伯豪生物提供：伯优^®细胞核分离试剂盒（#52009-10）

科学问题
运动能力不仅取决于骨骼肌本身，也受到免疫和代谢系统的共同调控。近日，Cell发表的一项研究发现，B细胞具有免疫以外的新功能：通过分泌TGF-β1调控肝脏谷氨酸代谢，维持血清和骨骼肌Glu水平，进而增强骨骼肌Ca²⁺信号和线粒体功能，最终提升运动能力。该研究揭示了“B细胞—肝脏代谢—骨骼肌功能”的跨器官调控新机制。

技术服务
伯优^®细胞核分离试剂盒（#52009-10）
（试剂盒由伯豪生物提供）

主要研究
1.B细胞缺失显著降低小鼠运动能力，并损伤骨骼肌功能
作者通过两种B细胞缺失模型发现，B细胞缺失会显著削弱小鼠运动能力（Fig. 1A-B）。为进一步解析骨骼肌层面的变化，作者对运动前后的骨骼肌进行单核RNA测序，共鉴定出17种细胞类型（Fig. 1D）。细胞组成分析显示，运动后WT小鼠出现慢肌纤维增加、髓系细胞和脂肪细胞减少等适应性变化，而这些响应在muMT小鼠中并不明显；相反，muMT小鼠运动后肌腱连接区相关细胞群扩增更突出（Fig. 1E）。进一步功能分析表明，运动能力下降主要与骨骼肌线粒体质量受损及CaMKII/p70S6K信号激活不足有关，而非心脏功能异常或骨骼肌供血不足。
 

图1. B细胞缺陷会损害运动能力和骨骼肌功能

2.B细胞维持外周谷氨酸水平，谷氨酸补充可恢复运动能力
为寻找关键介质，作者对血清和骨骼肌进行LC-MS代谢组学分析，发现B细胞缺失后两者Glu水平均下降（Fig. 2A-D）。正常小鼠运动后血清Glu降低、骨骼肌Glu升高，而B细胞缺失小鼠始终处于Glu不足状态（Fig. 2D）。进一步实验显示，血液B细胞比例与血清Glu/Gln水平密切相关（Fig. 2E）；补充Glu可恢复B细胞清除导致的Glu不足、运动能力下降及能量代谢异常（Fig. 2F-L）。
 

图2. B细胞维持的外周谷氨酸（Glu）可确保最佳运动表现

3. B细胞通过重塑肝脏谷氨酸代谢，影响血液和骨骼肌Glu供应
肝脏代谢组学显示，B细胞缺失小鼠肝脏中Gln积累、Glu下降，提示Gln→Glu转化受阻（Fig. 3A-B）。进一步[U-13C]-Gln体内示踪发现，B细胞缺失小鼠肝脏13C-Gln升高，而Gln来源的13C-Glu显著降低，证明其肝脏Gln→Glu代谢流受抑（Fig. 3C-E）。同时，骨骼肌局部Gln代谢和TCA循环通量变化不明显，说明骨骼肌Glu不足主要源于肝脏Glu生成及外周供应减少（Fig. 3D-J）。

图3. B细胞缺陷会改变多种组织中的谷氨酸代谢

4.B细胞来源TGF-β1是连接B细胞与肝脏代谢的核心信号
为寻找连接B细胞与肝脏代谢的上游信号，作者对外周血PBMC进行单细胞RNA测序。UMAP分群结果显示，PBMC中包含B细胞、T细胞等主要免疫细胞群（Fig. 4A）。随后对B细胞相关细胞因子和趋化因子进行表达分析，发现B细胞缺失后PBMC中TGFB1整体表达下降（Fig. 4B-C）。进一步按细胞类型拆分后发现，TGF-β1下降最明显的来源是B细胞群体（Fig. 4D）。ELISA和功能验证进一步显示，B细胞清除会降低血清TGF-β1水平；系统性补充TGF-β1可恢复运动能力和骨骼肌信号激活，而肌肉局部注射无效，提示其主要通过外周途径发挥作用（Fig. 4E-N）。

图4. B细胞维持血清TGF - β1水平以提升运动表现

5. TGF-β1通过SMAD2/3上调肝脏GLS2和SLC7A5，促进Glu生成
B细胞缺失会降低肝脏GLS2和SLC7A5表达，而补充TGF-β1可恢复二者水平，并提高肝脏、血清和骨骼肌Glu含量（Fig. 5A、D-E）。肝细胞特异性GLS2/SLC7A5双敲低可模拟B细胞缺失相关代谢和运动表型，并基本消除TGF-β1的救援作用（Fig. 5F-L）。CUT&RUN-qPCR进一步证明，SMAD2/3可结合GLS2和SLC7A5启动子，说明二者是TGF-β1直接调控的肝脏代谢靶点（Fig. 5M-N）。

图5.  TGF - β1 在转录水平上上调肝脏谷氨酰胺分解代谢

6.谷氨酸激活骨骼肌Ca²⁺信号和线粒体功能，提高运动表现
进一步研究显示，B细胞缺失会削弱骨骼肌Ca²⁺信号，而Glu处理可增强肌管Ca²⁺火花反应并激活CaMKII；阻断Ca²⁺后，该效应明显减弱，说明Glu促进骨骼肌功能依赖Ca²⁺信号（Fig. 6A-H）。同时，Glu补充可改善B细胞缺失导致的骨骼肌线粒体功能受损，并提高ATP生成和肌管氧耗率（Fig. 6I-N，Fig. S7A-E）。

图6. 谷氨酸（Glu）可促进 SKM 中的Ca²⁺信号传导及线粒体功能

7.B细胞特异性TGF-β1敲除和B细胞回输进一步锁定完整机制链
为验证机制来源，作者构建B细胞特异性TGF-β1敲除小鼠，发现仅缺失B细胞来源TGF-β1即可复现B细胞缺失表型，而补充Glu可逆转异常（Fig. 7A-H）。B细胞回输实验进一步显示，正常B细胞可恢复muMT小鼠肝脏Glu代谢和运动能力，而TGF-β1缺陷B细胞无效（Fig. 7I-R）。

图7. B细胞特异性 TGF - β1 缺陷会导致类似B细胞缺陷的表型

结论
本研究揭示了B细胞调控运动能力的非经典免疫功能：B细胞通过分泌TGF-β1作用于肝脏，上调GLS2/SLC7A5表达，促进Gln向Glu转化，从而维持血清和骨骼肌Glu水平；Glu进一步增强骨骼肌Ca²⁺信号、CaMKII/p70S6K通路及线粒体功能，最终提升运动能力。该研究提出了“B细胞—肝脏谷氨酸代谢—骨骼肌功能”跨器官调控轴，拓展了B细胞免疫之外的生理功能认知，也为改善肌肉功能和运动耐力提供了新的代谢干预思路。

参考文献：
Mao Y, Xia Z, Pan X, Xia W, Jiang P. B cell deficiency limits exercise capacity by remodeling liver glutamate metabolism. Cell. 2026;189:1–16. doi: 10.1016/j.cell.2026.03.039

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