聚焦代谢重塑与健康衰老—南昌大学人类衰老研究所发表两项蛋白质组学研究揭示机体长期禁食适应机制

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随着人口老龄化加剧，肥胖、2型糖尿病、脂肪肝、心血管疾病及肌少症等代谢相关疾病持续增加，其共同特点是能量代谢稳态失衡。近年来，大量研究表明，禁食（fasting）和限时进食（time-restricted feeding）等饮食干预能够显著改善机体代谢健康，并具有延缓衰老、增强组织稳态和提高代谢适应能力等多重益处。然而，长期禁食过程中，机体如何在多个器官之间重新分配能量、协调蛋白质稳态以及实现代谢重编程，仍缺乏系统性的分子图谱。

近日，南昌大学人类衰老研究所联合北京积水潭贵州医院、南昌大学公共卫生学院，在国际期刊 Biology（JCR Q1） 和 Proteomics（JCR Q1） 发表两项蛋白质组学研究成果。研究以72小时禁食小鼠模型为基础，从蛋白翻译后修饰和多器官时序蛋白质组两个层面，系统解析了骨骼肌—肝脏代谢轴在长期能量缺乏条件下的动态重塑过程，为理解禁食促进代谢健康及衰老干预提供了新的分子依据。

研究发现，长期禁食诱导机体发生显著的代谢重塑，骨骼肌和肝脏虽然承担着不同的生理功能，却表现出高度协调的适应策略。骨骼肌首先快速抑制蛋白质合成和生长相关过程，促进自噬、脂质动员及氨基酸代谢，以降低能量消耗并为全身提供代谢底物；肝脏则持续增强脂肪酸氧化、糖异生和酮体生成等代谢途径，为脑和其他重要器官提供稳定能源。时序蛋白质组分析进一步揭示，两器官在整个禁食过程中共享一批保守的代谢调控蛋白和蛋白稳态网络，并始终保持稳定的协同变化，提示机体通过系统性的跨器官信号调控，实现了长期禁食状态下能量供需的动态平衡。

与此同时，研究团队进一步聚焦禁食过程中快速升高的酮体β-羟基丁酸（β-hydroxybutyrate, β-HB），系统解析了其介导的新型蛋白翻译后修饰—赖氨酸β-羟基丁酰化（lysine β-hydroxybutyrylation，Kbhb）在骨骼肌中的调控规律。研究绘制了骨骼肌Kbhb修饰全景图谱，发现禁食显著增强了糖酵解、三羧酸循环、脂肪酸β氧化及氨基酸代谢等关键代谢酶的β-羟基丁酰化，而肌节和收缩相关结构蛋白上的修饰则明显下降，呈现出"代谢增强、结构节能"的特征。进一步结合蛋白结构分析和实验验证发现，这些修饰位点多位于高度保守且邻近催化活性中心的关键赖氨酸残基，提示Kbhb可能作为连接代谢状态与蛋白功能的重要分子开关，通过快速调节代谢酶活性，提高机体对能量匮乏环境的适应能力。

综合两项研究结果，研究团队提出，长期禁食并非单纯的"能量不足"，而是机体主动启动的一种系统性代谢重编程过程。在这一过程中，骨骼肌与肝脏通过跨器官协同重塑蛋白质组网络，而酮体介导的蛋白翻译后修饰则进一步对关键代谢酶进行快速精细调控，二者共同构成了长期禁食适应的重要分子基础。该研究不仅深化了对禁食促进代谢健康和维持机体稳态机制的认识，也为衰老相关代谢紊乱、肌少症、肥胖、糖尿病等疾病的干预策略提供了新的理论依据和潜在分子靶点。

发表信息与研究团队

• 论文一：Comprehensive Proteomics and β-Hydroxybutyrylation Profiling in Starvation-Induced Gastrocnemius Muscle Remodeling，发表于 Biology（2026, 15: 289，2026 年 2 月）。第一作者：崔磊磊（南昌大学人类衰老研究所）；通讯作者：向阳、王齐权（南昌大学人类衰老研究所）。

• 论文二：Temporal Proteomic Profiling Reveals Tissue-Specific and Coordinated Metabolic Reprogramming in Skeletal Muscle and Liver during Prolonged Fasting，发表于 Proteomics（2026，已接收）。第一作者：崔磊磊（南昌大学人类衰老研究所）；通讯作者：李建（北京积水潭医院贵州医院）、苏瑜（南昌大学公共卫生学院）。