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Myostatin and the skeletal muscle atrophy and hypertrophy signaling pathways

Authors :
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 )
Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer ( IFREMER )
Source :
Cellular and Molecular Life Sciences, Cellular and Molecular Life Sciences, Springer Verlag, 2014, 71 (22), pp.4361-4371. ⟨10.1007/s00018-014-1689-x⟩, Cellular and Molecular Life Sciences, Springer Verlag, 2014, 71 (22), pp.4361-4371. 〈10.1007/s00018-014-1689-x〉
Publication Year :
2014
Publisher :
HAL CCSD, 2014.

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.

Details

Language :
English
ISSN :
1420682X and 14209071
Database :
OpenAIRE
Journal :
Cellular and Molecular Life Sciences, Cellular and Molecular Life Sciences, Springer Verlag, 2014, 71 (22), pp.4361-4371. ⟨10.1007/s00018-014-1689-x⟩, Cellular and Molecular Life Sciences, Springer Verlag, 2014, 71 (22), pp.4361-4371. 〈10.1007/s00018-014-1689-x〉
Accession number :
edsair.doi.dedup.....139405178bdefe80f00ced685abcd9b5