Testosterone, the major androgen hormone, influences the reproductive and non-reproductive systems in males and females via binding to the androgen receptor (AR). Both circulating endogenous testosterone and muscle AR protein content are positively associated with muscle mass and strength in males, but there is no such evidence in females. Here, we tested whether circulating testosterone levels were associated with muscle mass, function, or the muscle anabolic response to resistance training in pre-menopausal females. Twenty-seven pre-menopausal, untrained females (aged 23.5 +/- 4.8) underwent a 12-week resistance training program. Muscle strength, size, power and plasma and urine androgen hormone levels were measured. Skeletal muscle biopsies were collected before and after the training program to quantify the effect of resistance training on AR protein and mRNA content, and nuclear localisation. Primary muscle cell lines were cultured from a subset (n=6) of the participants biopsies and treated with testosterone to investigate its effect on myotube diameter, markers of muscle protein synthesis and AR cellular localisation. Total testosterone was not associated with muscle mass or strength at baseline or with the changes in muscle mass and strength that occurred in response to resistance training. In vitro, supra-physiological doses of testosterone increased myocyte diameter, but this did not occur via the Akt/mTOR pathway as previously suggested. Instead, we show a marked increase in AR nuclear localisation with testosterone administration. In conclusion, we found that, bioavailable testosterone and the proportion of nuclear-localised AR, but not total testosterone, with skeletal muscle mass and strength in pre-menopausal females.

SummaryInadequate sleep has profound, negative consequences on human tissues including skeletal muscle. Poor muscle health is associated with a series of chronic and metabolic conditions that are 15-30% more prevalent in individuals who chronically experience short and/or poor-quality sleep. Animal models suggest that inadequate sleep may directly impair muscle protein metabolism, which is critical to maintain muscle mass and function. This study aimed at providing the first proof-of-concept that total sleep deprivation decreases muscle protein synthesis in humans. To this end, thirteen young males and females experienced one night of total sleep deprivation or slept normally at home. Anabolic and catabolic hormonal profiles, muscle fractional synthesis rate and markers of muscle protein metabolism were assessed the following day. Cortisol release was higher, and there was a trend for testosterone and muscle fractional synthesis rate to be lower in the sleep-deprived than in the control condition. Markers of muscle protein degradation did not change. Exploratory analyses of the male and female cohorts revealed that the trend for sleep deprivation-induced decrease in fractional synthesis rate was significant and specific to the male cohort, and may be driven by testosterone. In conclusion, one night of total sleep deprivation disrupts the balance of anabolic and catabolic hormones and induces a trend towards a decrease in muscle protein synthesis. These results suggest a potentially direct relationship between inadequate sleep and poor muscle health in humans that may be sex-specific.

Abstract An important role for phenotype switching has been demonstrated in metastasis and therapeutic resistance of both melanoma and epithelial tumours. Phenotype switching in epithelial tumours is driven by a minority cancer stem cell sub-population with lineage plasticity, but such a sub-population has not been identified in melanoma. We investigated whether cell surface markers used to identify cancer stem cells in epithelial tumours could help to identify a cancer stem cell sub-population with lineage plasticity in melanoma. We identified a CD24+CD271+ minority sub-population in melanoma that possesses enhanced stem cell characteristics and lineage plasticity. We further found that that, unlike in epithelial tumours, more differentiated sub-populations in melanoma also possessed these attributes to a lesser extent. The CD24+CD271+ stem cell sub-population was observed in only 10% of human melanomas, mainly at the invasive front. The lack of this stem cell sub-population in the majority of human melanoma specimens led us to conclude that it may not be required for melanoma progression. This may be due to the observed diffuse nature of stem cell characteristics in melanoma. However, the enhanced self-renewal, lineage plasticity, invasive ability and drug resistance of the CD24+CD271+ sub-population may signal a contextual requirement for these stem cells when melanomas face challenging environments both in clinical melanoma and in experimental systems.