Plus de récepteurs à la vitamine D =hypertrophie musculaire?

[Nutrimuscle-Conseils]

Overexpression of the vitamin D receptor (VDR) induces skeletal muscle hypertrophy
Joseph J.Bass Molecular Metabolism Volume 42, December 2020,


Highlights
• Increased vitamin D receptor (VDR) expression stimulates skeletal muscle hypertrophy.
• Anabolic signalling, ribosomal biogenesis, and muscle protein synthesis are enhanced.
• Coordinated upregulation of extracellular remodelling related gene-sets.
• VDR expression correlates with resistance exercise induced hypertrophy in humans.

Objective
The Vitamin D receptor (VDR) has been positively associated with skeletal muscle mass, function and regeneration. Mechanistic studies have focused on the loss of the receptor, with in vivo whole-body knockout models demonstrating reduced myofibre size and function and impaired muscle development. To understand the mechanistic role upregulation of the VDR elicits in muscle mass/health, we studied the impact of VDR over-expression (OE) in vivo before exploring the importance of VDR expression upon muscle hypertrophy in humans.

Methods
Wistar rats underwent in vivo electrotransfer (IVE) to overexpress the VDR in the Tibialis anterior (TA) muscle for 10 days, before comprehensive physiological and metabolic profiling to characterise the influence of VDR-OE on muscle protein synthesis (MPS), anabolic signalling and satellite cell activity. Stable isotope tracer (D2O) techniques were used to assess sub-fraction protein synthesis, alongside RNA-Seq analysis. Finally, human participants underwent 20 wks of resistance exercise training, with body composition and transcriptomic analysis.

Results
Muscle VDR-OE yielded total protein and RNA accretion, manifesting in increased myofibre area, i.e., hypertrophy. The observed increases in MPS were associated with enhanced anabolic signalling, reflecting translational efficiency (e.g., mammalian target of rapamycin (mTOR-signalling), with no effects upon protein breakdown markers being observed. Additionally, RNA-Seq illustrated marked extracellular matrix (ECM) remodelling, while satellite cell content, markers of proliferation and associated cell-cycled related gene-sets were upregulated. Finally, induction of VDR mRNA correlated with muscle hypertrophy in humans following long-term resistance exercise type training.

Conclusion
VDR-OE stimulates muscle hypertrophy ostensibly via heightened protein synthesis, translational efficiency, ribosomal expansion and upregulation of ECM remodelling-related gene-sets. Furthermore, VDR expression is a robust marker of the hypertrophic response to resistance exercise in humans. The VDR is a viable target of muscle maintenance through testable Vitamin D molecules, as active molecules and analogues.

[Nutrimuscle-Diététique]

Traduction de l'étude

La surexpression du récepteur de la vitamine D (VDR) induit une hypertrophie du muscle squelettique
Joseph J.Bass Molecular Metabolism Volume 42, décembre 2020,


Points forts
• L'augmentation de l'expression des récepteurs de la vitamine D (VDR) stimule l'hypertrophie des muscles squelettiques.
• La signalisation anabolique, la biogenèse ribosomale et la synthèse des protéines musculaires sont améliorées.
• Régulation à la hausse coordonnée des ensembles de gènes liés au remodelage extracellulaire.
• L'expression du VDR est en corrélation avec l'hypertrophie induite par l'exercice de résistance chez l'homme.

Objectif
Le récepteur de la vitamine D (VDR) a été positivement associé à la masse, à la fonction et à la régénération des muscles squelettiques. Des études mécanistes se sont concentrées sur la perte du récepteur, avec des modèles de knock-out in vivo du corps entier démontrant une réduction de la taille et de la fonction des myofibres et une altération du développement musculaire. Pour comprendre le rôle mécaniste de la régulation positive du VDR dans la masse musculaire / la santé, nous avons étudié l'impact de la surexpression de VDR (OE) in vivo avant d'explorer l'importance de l'expression du VDR sur l'hypertrophie musculaire chez l'homme.

Méthodes
Les rats Wistar ont subi un électrotransfert in vivo (IVE) pour surexprimer le VDR dans le muscle Tibialis antérieur (TA) pendant 10 jours, avant un profilage physiologique et métabolique complet pour caractériser l'influence du VDR-OE sur la synthèse des protéines musculaires (MPS), la signalisation anabolique et l'activité des cellules satellites. Des techniques de traceur isotopique stable (D2O) ont été utilisées pour évaluer la synthèse protéique de sous-fraction, parallèlement à l'analyse RNA-Seq. Enfin, les participants humains ont subi 20 semaines d'entraînement avec résistance, avec composition corporelle et analyse transcriptomique.

Résultats
Le muscle VDR-OE a produit une accumulation totale de protéines et d'ARN, se manifestant par une augmentation de la zone myofibres, c'est-à-dire une hypertrophie. Les augmentations observées de la MPS étaient associées à une signalisation anabolique améliorée, reflétant l'efficacité de la traduction (par exemple, cible mammifère de la rapamycine (signalisation mTOR), sans effet sur les marqueurs de dégradation des protéines. De plus, RNA-Seq a illustré une matrice extracellulaire marquée (ECM). remodelage, tandis que le contenu des cellules satellites, les marqueurs de prolifération et les ensembles de gènes associés aux cycles cellulaires étaient régulés à la hausse.Enfin, l'induction de l'ARNm de VDR était corrélée à l'hypertrophie musculaire chez l'homme après un entraînement de type exercice de résistance à long terme.

Conclusion
VDR-OE stimule l'hypertrophie musculaire ostensiblement via une synthèse protéique accrue, une efficacité traductionnelle, une expansion ribosomale et une régulation positive des ensembles de gènes liés au remodelage ECM. En outre, l'expression VDR est un marqueur robuste de la réponse hypertrophique à l'exercice de résistance chez l'homme. Le VDR est une cible viable de maintien musculaire grâce à des molécules de vitamine D testables, en tant que molécules actives et analogues.