近日，由西安交通大学第一附属医院老年内分泌代谢科（作为第一作者单位）崔巍教授与生物医学信息工程教育部重点实验室徐峰教授团队共同指导博士生王璐（Lu Wang）作为第一作者，陕西省人民医院助理研究员常乐为共同第一作者，唐都医院高彬教授、崔巍教授、徐峰教授为共同通讯作者，在国际内分泌领域教科书级期刊《ENDOCRINE REVIEWS》（影响因子22（2024年））发表了题为“Mechanomedicine for Addressing Skeletal Muscle Insulin Resistance”的综述论文，系统阐述了机械力医学在骨骼肌胰岛素抵抗（IR）研究中的最新进展，为代谢性疾病的发病机制解析和诊疗策略创新提供了跨学科视角。

一、研究意义：突破传统框架，揭示机械信号与代谢调控的深层关联

骨骼肌作为人体最大的葡萄糖代谢器官，其胰岛素抵抗是2型糖尿病（T2DM）、肥胖等代谢疾病的核心病理基础。传统研究聚焦于胰岛素信号通路、炎症反应等生化机制，而该研究首次从机械力医学（Mechanomedicine）角度出发，整合生物力学（Biomechanics）与机械生物学（Mechanobiology），揭示了骨骼肌刚度、机械敏感蛋白（如整合素、YAP蛋白）及细胞外基质（ECM）重构在IR中的关键作用。

1. 填补病理机制研究空白

研究发现，IR导致骨骼肌被动刚度异常（如胶原沉积引发的组织硬化）和主动收缩功能下降，通过机械敏感蛋白（如Piezo1离子通道、整合素家族）介导的信号转导，直接影响葡萄糖转运蛋白GLUT4的细胞膜定位及线粒体功能，形成“机械信号-代谢调控”的病理反馈环。这一发现突破了传统生化视角的局限，为理解IR的多维度发病机制提供了全新框架。

2. 推动精准诊断与治疗革新

基于生物力学检测技术（如超声剪切波弹性成像、磁共振弹性成像），该研究提出通过量化骨骼肌刚度、评估机械信号通路活性，实现IR的早期精准诊断。在治疗层面，针对性机械干预（如定制化运动方案、靶向ECM的药物）可有效改善肌肉机械性能，恢复胰岛素敏感性，为开发非药物代谢干预手段奠定了理论基础。

二、研究前景：从机制解析到临床转化的全链条创新

1. 前沿技术驱动的精准医疗

未来研究将结合多模态影像学技术（如光声显微成像、 可穿戴生物力学传感器）与机器学习算法，构建骨骼肌机械特性与代谢指标的动态关联模型，实现胰岛素抵抗的无创、实时监测。同时，基于机械敏感蛋白的药物开发，可靶向调控机械信号转导，为糖尿病治疗提供“机械-生化双重调节”的新型靶点。

2. 机械疗法与传统干预的协同应用

研究提出的“机械疗法”（Mechanotherapy），包括振动训练、被动拉伸等物理干预，可与现有药物、生活方式干预协同作用，通过改善骨骼肌微环境（如减少纤维化、促进GLUT4转运），形成多维度治疗策略。尤其在老年肌少症、肥胖等IR高发人群中，机械疗法有望成为预防和逆转早期IR的核心手段。

3. 跨学科融合催生新研究领域

机械医学的兴起推动了“代谢 endocrinology”“机械biomechanics”等交叉学科的发展，未来可进一步探索机械信号对脂肪组织、肝脏等代谢器官的调控作用，构建全身代谢性疾病的机械-生化网络图谱，为复杂代谢紊乱的系统干预提供新思路。

三、医工交叉创新：学科发展与人才培养的双轮驱动

1. 学科融合构建研究新高地

崔巍与徐峰团队的合作是典型的医工交叉范例：崔巍教授团队与徐峰教授团队深度协作，将临床问题（如骨骼肌胰岛素抵抗的诊疗困境）转化为工程科学问题（如机械信号检测、生物材料设计），再通过动物实验与临床验证反哺临床实践。这种跨学科协作模式打破了传统医学与工程学的壁垒，催生了“机械力医学”这一新兴研究方向，为代谢性疾病研究提供了方法论创新。

2. 复合型人才培养模式探索

团队通过“医工联合培养”机制，培养了一批兼具临床医学素养与工程技术能力的复合型人才。博士生王璐的研究经历即体现了这一模式：在临床导师崔巍教授的指导下深入理解IR的临床痛点，在工程导师徐峰教授的指导下掌握生物力学检测与机械生物学技术，开发了用于研究被动拉伸改善IR机制的模型，包括模拟细胞周期运动的拉伸系统及动物骨骼肌被动拉伸平台，最终实现从基础机制到转化应用的全链条研究能力提升。这种“问题导向、双师指导、学科交叉”的培养模式，为解决复杂医学问题输送了新型人才。

3. 产学研用协同促进技术转化

团队结合近年来西安交通大学推动的跨学科“医工结合”优势，正在与相关企业合作开发基于特殊成像的骨骼肌硬度检测设备，推动基础研究成果向临床工具转化。同时，通过临床研究为健康体重管理临床干预提供支撑。

结语

《ENDOCRINE REVIEWS》作为内分泌教科书级的顶刊收录崔巍、徐教授团队的研究-揭示了骨骼肌IR的机械调控新机制，更体现通过医工交叉创新，构建了“机制解析-技术研发-临床转化-人才培养”的全链条创新体系。随着机械医学理念的深入，未来有望在代谢性疾病的早期预警、精准治疗及预防策略上取得更大突破，为“健康中国”战略中慢性病防控提供新的科技支撑。

图示：骨骼肌生物力学及其与骨骼肌胰岛素抵抗（IR）的关系

原文下载：https://academic.oup.com/edrv/article/46/5/652/8119152?searchresult=1