1. Myostatin and the skeletal muscle atrophy and hypertrophy signaling pathways
- Author
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Jean-Charles Gabillard, Iban Seiliez, Isabelle Cassar-Malek, Julie Rodriguez, Ilham Chelh, Barbara Vernus, Anne Bonnieu, Brigitte Picard, A. Hadj Sassi, Dynamique Musculaire et Métabolisme (DMEM), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Montpellier (UM), Université de Montpellier (UM), Unité Mixte de Recherche sur les Herbivores - UMR 1213 (UMRH), VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement, Laboratoire de Physiologie et Génomique des Poissons (LPGP), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique ), USC2009 - 1, Avenue des Facultés, Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1, Nutrition, Aquaculture et Génomique (NUAGE), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER), ANR-08-BLAN-0267,MYOTROPHY,Le rôle de myostatine dans les voies de signalisation régulant la balance atrophie/hypertrophie dans le muscle squelettique(2008), Université de Montpellier (UM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Unité Mixte de Recherches sur les Herbivores - UMR 1213 (UMRH), VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), ANR Myotrophy, Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique )-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Dynamique Musculaire et Métabolisme ( DMEM ), Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Université de Montpellier ( UM ), Université de Montpellier ( UM ), Différenciation Cellulaire et Croissance ( DCC ), Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques ( UM2 ), Unité Mixte de Recherches sur les Herbivores ( UMR 1213 Herbivores ), VetAgro Sup ( VAS ) -AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement-Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ), Laboratoire de Physiologie et Génomique des Poissons ( LPGP ), Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Structure Fédérative de Recherche en Biologie et Santé de Rennes ( Biosit : Biologie - Santé - Innovation Technologique ), Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ), Nutrition, Aquaculture et Génomique ( NUAGE ), and Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer ( IFREMER )
- Subjects
medicine.medical_specialty ,muscle differentiation ,Myostatin ,Protein degradation ,[ SDV.BA ] Life Sciences [q-bio]/Animal biology ,growth differentiation factor-8 ,Muscle hypertrophy ,03 medical and health sciences ,Cellular and Molecular Neuroscience ,0302 clinical medicine ,Internal medicine ,Myokine ,medicine ,Humans ,[ SDV.BDD ] Life Sciences [q-bio]/Development Biology ,Muscle, Skeletal ,Molecular Biology ,[SDV.BDD]Life Sciences [q-bio]/Development Biology ,PI3K/AKT/mTOR pathway ,Cell Proliferation ,030304 developmental biology ,Pharmacology ,0303 health sciences ,biology ,TOR Serine-Threonine Kinases ,[SDV.BA]Life Sciences [q-bio]/Animal biology ,Skeletal muscle ,Cell Differentiation ,muscle homeostasis ,Hypertrophy ,Cell Biology ,musculoskeletal system ,Muscle atrophy ,Muscular Atrophy ,Endocrinology ,medicine.anatomical_structure ,GDF11 ,biology.protein ,protein degradation ,translational machinery ,mTOR ,Molecular Medicine ,medicine.symptom ,030217 neurology & neurosurgery ,Signal Transduction - Abstract
Myostatin, a member of the transforming growth factor-β superfamily, is a potent negative regulator of skeletal muscle growth and is conserved in many species, from rodents to humans. Myostatin inactivation can induce skeletal muscle hypertrophy, while its overexpression or systemic administration causes muscle atrophy. As it represents a potential target for stimulating muscle growth and/or preventing muscle wasting, myostatin regulation and functions in the control of muscle mass have been extensively studied. A wealth of data strongly suggests that alterations in skeletal muscle mass are associated with dysregulation in myostatin expression. Moreover, myostatin plays a central role in integrating/mediating anabolic and catabolic responses. Myostatin negatively regulates the activity of the Akt pathway, which promotes protein synthesis, and increases the activity of the ubiquitin-proteasome system to induce atrophy. Several new studies have brought new information on how myostatin may affect both ribosomal biogenesis and translation efficiency of specific mRNA subclasses. In addition, although myostatin has been identified as a modulator of the major catabolic pathways, including the ubiquitin-proteasome and the autophagy-lysosome systems, the underlying mechanisms are only partially understood. The goal of this review is to highlight outstanding questions about myostatin-mediated regulation of the anabolic and catabolic signaling pathways in skeletal muscle. Particular emphasis has been placed on (1) the cross-regulation between myostatin, the growth-promoting pathways and the proteolytic systems; (2) how myostatin inhibition leads to muscle hypertrophy; and (3) the regulation of translation by myostatin.
- Published
- 2014