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A Bioassay-Guided Fractionation of Rosemary Leaf Extract Identifies Carnosol as a Major Hypertrophy Inducer in Human Skeletal Muscle Cells

Authors :
Sylvie Morel
Gérald Hugon
Manon Vitou
Marie Védère
Françoise Fons
Sylvie Rapior
Nathalie Saint
Gilles Carnac
Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive (CEFE)
Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-École pratique des hautes études (EPHE)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Physiologie & médecine expérimentale du Cœur et des Muscles [U 1046] (PhyMedExp)
Université de Montpellier (UM)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-École Pratique des Hautes Études (EPHE)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Nutrients, Nutrients, MDPI, 2021, Nutrition and Regulation of Muscle Protein Synthesis, 13 (12), pp.4190. ⟨10.3390/nu13124190⟩, Nutrients, 2021, Nutrition and Regulation of Muscle Protein Synthesis, 13 (12), pp.4190. ⟨10.3390/nu13124190⟩, Nutrients, Vol 13, Iss 4190, p 4190 (2021)
Publication Year :
2021
Publisher :
HAL CCSD, 2021.

Abstract

International audience; A good quality of life requires maintaining adequate skeletal muscle mass and strength, but therapeutic agents are lacking for this. We developed a bioassay-guided fractionation approach to identify molecules with hypertrophy-promoting effect in human skeletal muscle cells. We found that extracts from rosemary leaves induce muscle cell hypertrophy. By bioassay-guided purification we identified the phenolic diterpene carnosol as the compound responsible for the hypertrophypromoting activity of rosemary leaf extracts. We then evaluated the impact of carnosol on the different signaling pathways involved in the control of muscle cell size. We found that activation of the NRF2 signaling pathway by carnosol is not sufficient to mediate its hypertrophy-promoting effect. Moreover, carnosol inhibits the expression of the ubiquitin ligase E3 Muscle RING Finger protein-1 that plays an important role in muscle remodeling, but has no effect on the protein synthesis pathway controlled by the protein kinase B/mechanistic target of rapamycin pathway. By measuring the chymotrypsin-like activity of the proteasome, we found that proteasome activity was significantly decreased by carnosol and Muscle RING Finger 1 inactivation. These results strongly suggest that carnosol can induce skeletal muscle hypertrophy by repressing the ubiquitin-proteasome system-dependent protein degradation pathway through inhibition of the E3 ubiquitin ligase Muscle RING Finger protein-1.

Details

Language :
English
ISSN :
20726643
Database :
OpenAIRE
Journal :
Nutrients, Nutrients, MDPI, 2021, Nutrition and Regulation of Muscle Protein Synthesis, 13 (12), pp.4190. ⟨10.3390/nu13124190⟩, Nutrients, 2021, Nutrition and Regulation of Muscle Protein Synthesis, 13 (12), pp.4190. ⟨10.3390/nu13124190⟩, Nutrients, Vol 13, Iss 4190, p 4190 (2021)
Accession number :
edsair.pmid.dedup....5a7f7f553ae1b4a77bfe54f76137eb8d
Full Text :
https://doi.org/10.3390/nu13124190⟩