肌肉特异性糖皮质激素受体基因敲除对慢性肾脏病骨骼肌消耗的影响

目的:内源性糖皮质激素水平异常升高可引起和加重慢性肾脏病(CKD)引起的骨骼肌消耗。本研究观察肌肉特异性糖皮质激素受体基因敲除(MGRKO)对CKD状态下小鼠骨骼肌消耗的影响。方法:采用5/6肾切除制作CKD小鼠模型,以假手术组(CTL组)为对照组。组织病理学检测胫骨前肌横截面积并计算肌纤维面积分布图;荧光定量PCR检测肌肉萎缩蛋白Fbox-1(Atrogin-1)和肌环指蛋白1(MuRF-1)mRNA水平;Western Blot检测其蛋白表达及Akt/FoxO1信号通路;ELISA方法检测血清皮质酮水平。结果:造模1月后,lox/lox-CKD和MGRKO-CKD小鼠的血尿素氮和皮质酮水平均明显升高;lox/lox-CKD的体重明显下降胫骨前肌湿重明显降低。而MGRKO-CTL和MGRKO-CKD两组间体重无明显差异,胫骨前肌湿重仅轻微降低。组织学观察到lox/lox-CKD胫骨前肌肌纤维明显萎缩,横截面积减少,肌纤维面积分布图明显左移。而MGRKO-CKD组的体重下降不明显,胫骨前肌仍较饱满,肌肉湿重略降低,横截面积略降低,与MGRKO-CTL组比较,肌纤维面积分布图仅轻度左移。荧光定量PCR和Western Blot结果显示lox/lox-CKD组的腓肠肌Atrogin-1和MuRF-1的mRNA和蛋白表达水平显著升高,同时其Akt磷酸化水平(pAkt/Akt)较lox/lox-CTL组显著降低3.1倍,FoxO1磷酸化水平(pFoxO1/FoxO1)较lox/lox-CTL组降低2.3倍;而MGRKO-CKD组的Atrogin-1表达仅轻微上调,MuRF-1则无明显变化;MGRKO-CKD组Atrogin-1蛋白表达水平仅比MGRKO-CTL组升高,同时pAkt/Akt、pFoxO1/FoxO1水平较对照组仅轻微降低。结论:内源性糖皮质激素水平升高在CKD肌肉消耗中发挥重要作用;MGRKO可减轻/阻止CKD状态下的体重下降和肌肉萎缩,下调肌萎缩关键基因Atrogin-1和MuRF-1表达水平;该效应与阻断糖皮质激素影响Akt/FoxO1信号途径有关,抑制糖皮质激素信号通路可能改善CKD肌肉消耗。     

NLRP3炎症小体在ICU获得性衰弱大鼠呼吸肌和下肢肌中的表达

目的探讨重症监护室获得性衰弱(ICU-AW)大鼠吸肌和下肢肌组织中NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NLRP3)炎症小体的表达及作用。 方法将40只健康雄性SD大鼠完全随机分为对照组(sham组)和实验组(脓毒血症组),采用盲肠结扎穿孔术在实验组大鼠中构建ICU-AW模型,对照组仅行开腹暴露盲肠手术;造模96 h后收集大鼠腓肠肌和膈肌标本,采用HE染色观察病理学变化并计算肌纤维横截面积,采用qRT-PCR和western blot的方法检测大鼠腓肠肌和膈肌中Atrogin-1、MuRF1、NLRP3、Caspase-1、IL-1β和IL-18的表达。 结果盲肠结扎穿孔术96 h后,大鼠腓肠肌和膈肌纤维排列较对照组疏松,肌纤维横截面积较对照组明显减少(P<0.05),Atrogin-1、MuRF1基因和蛋白表达量较对照组明显升高(P<0.05);ICU-AW大鼠腓肠肌和膈肌中NLRP3、Caspase-1、IL-1β和IL-18基因和蛋白表达量较对照组明显升高(P<0.05)。 结论盲肠结扎穿孔术制备的脓毒血症模型中,吸肌和下肢肌溶解参与ICU-AW的发生,NLRP3炎症小体相关信号通路参与上述过程。     

肌肉萎缩蛋白Fbox-1基因沉默对糖皮质激素作用下肌管萎缩的影响

目的:研究糖皮质激素地塞米松(dexamethasone,DEX)对体外培养肌管的形态、蛋白质合成/分解代谢及肌肉萎缩蛋白Fbox-1(Atrogin-1)的表达,Atrogin-1基因沉默是否可减轻肌管萎缩.方法:体外培养小鼠肌纤维细胞株C2C12细胞并分化为肌管后,用DEX处理48h,同位素3H-酪氨酸掺入法检测蛋白合成,3H-酪氨酸释放率检测蛋白分解代谢;荧光显微镜观察肌管形态并拍照;Northern blot检测Atrogin-1 mRNA水平;应用小分子干扰RNA片段(siRNA)技术使Atrogin-1基因沉默后,观察DEX作用下肌管形态的改变.结果:DEX 5μmol/L作用后,肌管酪氨酸(tyrosine)掺入率下降17.4%,同时tyrosine释放率升高24.7%,使肌管形态变细、萎缩;剂量依赖性地升高Atroign-1蛋白表达水平,使Atroign-1 mRNA表达升高3倍;Atrogin-1基因沉默可改善DEX引起的肌管萎缩. 结论:DEX促进肌管蛋白质分解代谢,并抑制蛋白合成代谢,导致肌肉萎缩;Atrogin-1基因沉默可改善DEX引起的肌肉萎缩,Atrogin-1基因可能是逆转肌肉消耗性营养不良的有效靶点.     

肌肉生长抑制素前肽基因干预对高脂饮食诱导的肥胖小鼠脂代谢的影响

目的 探讨肌肉生长抑制素前肽(MPRO)基因对高脂饮食诱导的肥胖小鼠脂代谢的影响及其分子机制.方法 60只雄性C57BL/6J小鼠按照随机数字表法分为4组(每组15只):正常对照组(NC组),高脂饮食组(HF组),高脂饮食+绿色荧光蛋白组(HF+ GFP组)及高脂饮食+MPRO组(HF+ MPRO组).高脂饮食诱导肥胖小鼠模型,以重组腺相关病毒(rAAV)为载体介导MPRO基因或对照基因GFP在小鼠体内表达,观察并检测小鼠体重、皮下及内脏脂肪、血及肝脏甘油三酯水平的变化.Western印迹法检测肝脏AMP活化蛋白激酶α(AMPKα)、乙酰辅酶A羧化酶(ACC)、肉碱棕榈酰基转移酶-1(CPT-1)的表达情况.结果 HF组体重、皮下及内脏脂肪、血及肝脏甘油三酯水平较NC组显著升高(t=9.033 ～ 35.459,P均＜0.05),HF+ MPRO组体重、皮下及内脏脂肪、血及肝脏甘油三酯水平较HF组显著降低(t=5.233～21.500,P均＜0.05).Western印迹法显示HF组肝脏AMPKα、ACC磷酸化水平及CPT-1的表达较NC组显著降低(t=16.630～ 23.671,P均＜0.05);HF+ MPRO组肝脏AMPKα、ACC磷酸化水平、CPT-1的表达较HF组显著升高(t=8.143 ～ 10.314,P均＜0.05).结论 MPRO基因可能通过激活AMPK通路,明显改善肥胖小鼠的脂代谢紊乱.     

胸腺肽α1对衰老小鼠肌肉减少症的调控机制

目的 探讨胸腺肽α1对自噬接头蛋白SQSTM1/p62和衰老小鼠肌肉减少症的调节作用。方法 将小鼠成肌细胞(C2C12)分为对照组、地塞米松组、地塞米松+胸腺肽α1组、地塞米松+胸腺肽α1+p62沉默组。采用细胞计数试剂盒-8检测各组细胞增殖活性(450 nm波长的OD值)的变化,并检测各组C2C12的肌管细胞形成情况。另外,将30只SAMP8快速衰老小鼠用随机数表法分为SAMP8组、胸腺肽α1+SAMP8组及胸腺肽α1+p62沉默+SAMP8组,每组小鼠10只。检测各组小鼠的瘦体质量(LBM)与体质量(BM)的比值[LBM/BM(%)]。采用Western blotting法检测各组C2C12和小鼠肌肉组织中p62、肌球蛋白原D(MyoD)、肌原细胞转录因子(MyoG)、肌球蛋白重链(MyHC)、肌肉RING-指蛋白1(MuRF1)和肌肉萎缩相关蛋白(MAFbx)的表达。采用GraphPad PRISM 5.01软件进行数据分析。根据数据类型,组间比较采用t检验。结果 与对照组比较,地塞米松组细胞的增殖活性和肌管细胞形成能力均显著下调(均P<0.05),p62、MyoD、Myo...     

尿石素B对地塞米松诱导小鼠肌萎缩的改善作用及机制

目的探讨尿石素B对地塞米松诱导的小鼠肌萎缩的改善作用及机制。方法将32只昆明鼠随机分为:正常组,正常给药组,模型组,模型给药组。每周1次采集相关数据,包括小鼠体成分、抓力;用HE染色法对小鼠腓肠肌肌纤维的石蜡切片进行染色,并计算横截面面积;用RT-PCR分析与肌蛋白密切相关的泛素蛋白酶通路中的基因Myogenin、MyoD、MuRF-1及Atrogin-1mRNA表达水平的变化。结果与正常组比较,正常给药组小鼠体重、瘦体重、抓力及肌纤维横截面积稍下降,但差异无统计学意义(P0.05),模型组体重、瘦体重含量、抓力及肌纤维横截面面积均显著降低,差异有统计学意义(P0.05),而模型给药组各指标均较模型组有所提升,但差异无统计学意义(P0.05),但仍明显低于正常组,差异有统计学意义(P0.05);模型组Myogenin、MyoD mRNA表达水平分别是正常组的0.24、0.35倍,模型给药组则是正常组的0.87、0.60倍,各组间差异有统计学意义(P0.05);MuRF-1、Atrogin mRNA表达水平在模型组与模型给药组较正常组均显著升高,差异有统计学意义(P0.05),模型组表达水平是正常组的17.66、11.01倍,模型给药组分别是4.23、4.05倍,较模型组有所下降,但仍高于正常组,差异有统计学意义(P0.05)。结论尿石素B能够有效改善地塞米松诱导的肌萎缩,对肌少症有潜在的治疗意义。     

神经肌肉电刺激对脑血管病大鼠模型神经元tau蛋白表达和氧化应激水平的影响

目的探讨神经肌肉电刺激(NMES)对脑血管病大鼠模型神经元tau蛋白表达和氧化应激水平的影响。方法选取30只清洁级SD雄性大鼠,随机分为三组。分别设置空白对照组(B组),脑血管病模型组(C组)和NMES组(N组),每组10只。造模后,使用免疫组化方法对各组大鼠海马Tau蛋白磷酸化程度进行检测;通过实时荧光定量(RT)-PCR方法对磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B(PI3K/Akt)的相关基因表达进行检测;对各组大鼠进行丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)含量进行检测。结果 C、N组大鼠由于存在脑血管病,表现为过度磷酸化。NMES后,N组大鼠Tau蛋白磷酸化程度与C组相比,蛋白含量明显减少(P0.01),磷酸化程度明显改善(P0.01);与N组相比,B组和C组的基因表达受到抑制,基因呈现下调,NMES后N组大鼠受到抑制的Akt基因被激活不在为失活状态,差异均具有统计学意义(P0.01);离心取得的大鼠血清中,经检测,与B组相比,C组中大鼠MDA明显升高,SOD活性明显下降。随着NMES程度的增加,可显著提高大鼠SOD活性,降低MDA含量,减少磷酸化程度。结论 NMES对脑血管病大鼠磷酸化程度有所缓解,可有效降低tau蛋白表达,同时,对体内抗氧化有显著的治疗效果。其作用机制可能与抑制PI3K/Akt通路的表达有关。     

红景天、红景天苷对小鼠骨骼肌质量的调控作用及机制

目的探讨红景天、红景天苷对小鼠下肢骨骼肌质量和慢肌、快肌表达的影响及作用机制。方法 40只小鼠经过预实验筛选后,选取其中30只分为对照组、红景天组和红景天苷组。检测比目鱼肌、跖肌的骨骼肌湿重及Troponin I-SS(Tn I-SS)、Troponin I-FS(Tn I-FS)、Akt、p-Akt(Ser473)、TβR-Ⅱ的蛋白表达,Atrogin-1和MuRF-1的mRNA表达,分析调控机制。结果各组小鼠体重未见明显差异,肌湿重略有增加,差异无统计学意义。与对照组相比,红景天苷组小鼠比目鱼肌和跖肌中Tn I-SS和Tn I-FS表达增加,使骨骼肌质量得以提升。红景天苷可有效提升Akt及其磷酸化水平,抑制TβR-Ⅱ的表达,抑制Atrogin-1和MuRF-1的mRNA表达。结论红景天苷可促进小鼠骨骼肌Tn I-SS和Tn I-FS表达,从而使骨骼肌质量得以提升;促进蛋白质合成关键因子Akt及其磷酸化的表达,抑制TβR-Ⅱ表达,可能为调控小鼠骨骼肌质量的机制。     

地塞米松致小鼠肌肉衰减综合征模型建立

目的通过研究地塞米松(DXM)对C57BL/6小鼠肌肉质量和肌肉功能的影响,探究理想的肌肉衰减综合征小鼠的建模方法。方法将23只6~7个月龄C57BL/6小鼠分为2组:对照组(0.9%生理盐水)、实验组(5 mg/kg DXM),连续皮下注射6 w。前2 w每3 d及后4 w每7 d测量小鼠摄食量、体重和体成分。最后一次给药24 h后,利用水迷宫测量游泳速度和轮式跑台测量掉落次数。结果实验组肌肉质量和肌肉功能较对照组显著降低(P0.05),实验组摄食量与体重较对照组显著增加(P0.05)。结论 OXM能够建立理想且可靠的肌肉衰减综合征小鼠模型。     

小檗碱对糖尿病db/db小鼠骨骼肌蛋白质代谢的影响及机制研究

目的 探讨小檗碱对糖尿病/胰岛素抵抗模型db/db小鼠骨骼肌蛋白质代谢及肌萎缩蛋白Fbox-1(Atrogin-1)表达的影响.方法 db/db小鼠为研究对象,以野生型为对照组.予小檗碱(5 mg·kg-1·d-1)腹腔注射3周,观察体重和食量;3周末处死,分离胫骨前肌和腓肠肌.胫骨前肌冰冻切片行层黏连蛋白免疫组化染色,荧光显微镜下观察并拍照,测量肌纤维横截面积并计算肌纤维面积分布图;同位素[14C]-苯丙氨酸掺入法检测肌肉蛋白合成,[3H]-酪氨酸释放率分析检测肌肉分解代谢;Northern印迹检测腓肠肌Atrogin-1和肌环指蛋白1(MurF-1)转录水平,Western印迹检测蛋白翻译水平.结果 小檗碱能明显降低db/db小鼠血糖水平[(18.55---3.79对26.32±4.02)mmol/L,P＜0.01],降低脂肪重量[(2.75±0.30对3.77±0.52)g,P＜0.05],使胫骨前肌的肌重/胫骨长度比值及肌纤维横截面积下降,肌纤维面积分布图明显左移;小檗碱使野生型j、鼠和db/db小鼠的蛋白质合成率下降18％ ～ 22％;蛋白质分解率升高24％～ 26％,使肌肉特异性的Atrogin-1、MurF-1转录和翻译水平增高,同时使真核转录因子3调节亚基(eIF3-f)蛋白水平降低.结论 小檗碱具有降糖降脂作用,但可引起骨骼肌蛋白质合成下降,促进蛋白质分解代谢,加剧糖尿病的骨骼肌消耗,其机制与上调Atrogin-1和MurF-1表达,同时下调elF3-f有关.     

Foxo1及泛素溶酶体系统在慢性肾脏病致骨骼肌萎缩作用中的初步观察

 目的 观察终末期肾病患者骨骼肌萎缩表现,并初步探讨腹直肌中转录因子Foxo1及泛素溶酶体系统活性变化与骨骼肌萎缩的关系。方法 对慢性肾脏病(CKD)5期的22例尿毒症患者在腹膜透析置管术中行腹直肌活检。并将8例诊断为子宫腺肌病并拟行经腹全子宫切除术患者及6例确诊为腹壁疝并拟行腹壁疝修补术患者设为对照组,于手术时留取少许腹直肌标本。观察肌纤维形态、计算肌纤维横截面积,并检测Foxo1及泛素溶酶体系统标志物Atrogin-1及MuRF1的mRNA和蛋白的表达情况。结果 CKD组患者腹直肌肌纤维的横截面面积较对照组明显缩小(P<0.01),CKD组Foxo1、Atrogin-1及MuRF1的mRNA含量及蛋白表达量均较对照组明显增加(P<0.05),而p-Foxo1蛋白表达量较对照组降低(P<0.05)。结论 CKD患者存在肌萎缩现象,推测其与Foxo1表达上调、磷酸化程度降低以及泛素溶酶体系统活性亢进有关。     

慢性阻塞性肺疾病大鼠模型中骨骼肌蛋白降解机制的研究

目的 研究慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)大鼠模型的骨骼肌蛋白降解机制,为有效防治COPD患者骨骼肌蛋白高分解,功能障碍等难题提供科学理论和依据.方法 成年雄性SD大鼠30只,分为模型组18只,对照组12只,采用反复熏香烟和气管内注入脂多糖复制COPD大鼠模型.酶联免疫吸附法(ELISA)测定血清和膈肌组织中的白介素6(IL-6),肿瘤坏死因子α(TNF-α),γ干扰素(IFN-γ)等含量.蛋白免疫印迹法测定大鼠膈肌和腓肠肌内的E2-14K、MAFbx、MuRF-1的蛋白表达.结果 在模型组中,血清和膈肌内的IL-6、TNF-α均较对照组显著升高,IFN-γ则较对照组显著降低.Western blot的结果显示:膈肌组织中E2-14K、MAFbx、MuRF-1均较对照组表达明显增强(各蛋白的相对表达量分别为0.96±0.12 vs 0.53±0.09、0.99±0.10 vs 0.53士0.08、0.95±0.08 vs 0.51±0.16,P＜0.0l).腓肠肌中E2-14K、MAFbx、MuRF-1亦较对照组表达增强(各蛋白的相对表达量分别为0.98±0.06 vs 0.83士0.05、1.00±0.04 vs 0.81±0.05、0.92±0.05 vs0.71±0.05,P＜0.05).体质量与TNF-α呈显著负相关(血清r=-0.84,膈肌r=-0.75,P值均＜0.01),与IFN-γ呈正相关(血清r=-0.71,膈肌r=-0.69,P值均＜0.01)；中性粒细胞百分比与1L-6呈正相关(血清r =0.82,膈肌r=0.91,P值均＜0.01)；膈肌组织中,IL-6、TNF-α的水平与膈肌的E2-14K、MAFbx、MuRF-1灰度值呈显著正相关,相关系数分别为r=0.86、r=0.94、r=0.89,P＜0.01和r=0.84、r=0.83、r=0.84,P＜0.01；IFN-y与E2-14K、MAFbx、MuRF-1灰度值呈显著负相关,相关系数为r =0.81、r=0.80、r=0.78,P＜0.01.结论 在COPD大鼠模型中,炎症因子、免疫调节因子的表达失衡和骨骼肌内泛素及泛素化蛋白的过度表达可能是引起骨骼肌蛋白降解加快的重要原因.     

MuRF-1 and Atrogin-1 Protein Expression and Quadriceps Fiber Size and Muscle Mass in Stable Patients with COPD

Abstract

Introduction: Animal studies demonstrate the importance of the E3 ubiquitin ligases, Muscle RING-Finger Protein 1 (MuRF-1) and atrogin-1, in muscle protein degradation during acute muscle atrophy. Small clinical studies suggest MuRF-1 and atrogin-1 expression in the quadriceps muscle is also increased in stable patients with Chronic Obstructive Pulmonary Disease compared to controls. However, it remains unclear whether these ligases have a role in maintaining a muscle-wasted state in COPD patients. Methods: 32 stable COPD patients (16 with a low fat-free mass index (FFMI), 16 with a normal FFMI) and 15 controls underwent lung function and quadriceps strength tests and a percutaneous quadriceps biopsy. Quadriceps MuRF-1 and atrogin-1 protein were quantified with western blotting. Quadriceps fiber cross-sectional area (CSA) and fiber proportions were determined by immunohistochemistry on muscle sections. MuRF-1 and atrogin-1 levels were compared between COPD patients with and without a low FFMI, and between patients and controls, and correlations between MuRF-1 and atrogin-1 levels and quadriceps fiber CSA in the patients were investigated. Results: Atrogin-1 protein levels were lower in patients than controls, but similar in patients with a low and normal FFMI. MuRF-1 levels did not differ between any groups. MuRF-1 and atrogin-1 levels were not associated with quadriceps fiber CSA or quadriceps strength in patients. Conclusions: Chronic upregulation of ubiquitin ligases was not evident in the quadriceps muscle of stable COPD patients with a low muscle mass. This does not exclude the possibility of transient increases in ubiquitin ligases during acute catabolic episodes.     

神经肌肉电刺激对糖尿病大鼠GLUT4基因表达的影响

目的研究神经肌肉电刺激（neuromuscular electrical stimulation, NMES）对糖尿病大鼠股四头肌葡萄糖轻运载体4（glucose transporter 4, GLUT4）表达的影响。 方法选取24只2型糖尿病大鼠,数字表法随机分为空白组、运动组、NMES组,每组各8只。运动组给予中等强度跑台训练干预;NMES组对大鼠双下肢股四头肌进行NMES。通过尾静脉采血测空腹血糖水平,采用酶联免疫吸附分析法检测大鼠胰岛素水平并计算胰岛素抵抗指数（insulin resistant index, IRI）,采用RT-PCR法测定股四头肌GLUT4基因表达量。多组间的比较采用方差分析,进一步两组间的比较采用LSD-t检验。 结果运动组和NMES组实验干预后血糖水平均显著下降（均P<0.01）,空白组干预前后血糖水平无明显变化（均P>0.05）。3组大鼠实验干预前后胰岛素水平均无明显改变（t=1.023、2.283、1.775,均P>0.05）;实验干预后运动组和NMES组IRI较实验干预前明显改善（t=10.216、6.748,均P<0.01）。实验干预前,3组大鼠空腹血糖水平及IRI无明显差异（F=1.138、1.040,均P>0.05）;实验干预后,3组大鼠空腹血糖水平、IRI及GLUT4 mRNA表达水平的差异有统计学意义（F=38.415、9.976、275.123,均P<0.01）。实验干预后,运动组和NMES组血糖水平及IRI均显著低于空白组（均P<0.01）,股四头肌GLUT4 mRNA的表达水平均显著高于空白组（均P<0.01）;运动组与NMES组血糖水平及IRI的差异均无统计学意义（均P>0.05）,运动组大鼠股四头肌GLUT4 mRNA的表达水平显著高于NMES组（P<0.01）。 结论NMES训练可以降低糖尿病大鼠空腹血糖、改善胰岛素抵抗,其作用机制可能与骨骼肌GLUT4基因mRNA水平上调有关。     

行动研究法对慢阻肺患者机械通气后获得性衰弱的干预作用研究

目的探讨行动研究法指导四级早期活动对老年慢性阻塞性肺疾病(简称慢阻肺)机械通气患者ICU获得性衰弱(ICU-AW)的干预作用。方法收集92例老年慢阻肺机械通气患者作为观察对象,随机分为2组,每组各46例。对照组给予常规模式的四级早期活动干预,观察组给予行动研究法指导四级早期活动干预。采用医学研究委员会(MRC)评分评价肌力情况。比较对照组和观察组患者ICU-AW发生率、MRC评分、呼吸机使用天数、ICU入住天数、住院总天数、日常生活能力(ADL)评分及并发症发生率。结果与对照组相比,观察组患者转出ICU病房时ICU-AW发生率降低(10.9%vs 28.3%),MRC评分升高(50.45±6.03分vs 46.27±5.12分),呼吸机使用天数、ICU入住天数、住院总天数缩短(3.8±1.3 d vs 5.2±1.9 d,7.6±2.1d vs 10.5±2.8 d,14.4±3.3 d vs 16.9±3.7 d),干预后ADL评分升高(47.55±9.42分vs 36.93±8.01分),且并发症发生率降低(2.2%vs 17.4%),组间比较差异均具有统计学意义(均P<0.05)。结论行动研究法指导四级早期活动能够有效预防老年慢阻肺机械通气患者ICU-AW的发生,缩短机械通气时间及ICU入住时间,提高日常生活能力,降低并发症发生率,临床上值得应用。     

Omega-3多不饱和脂肪酸调节CaMKK2/AMPK信号通路抑制大鼠骨骼肌衰老的实验研究

目的：探讨Omega-3多不饱和脂肪酸(n-3 PUFAs)对D-半乳糖（D-gal）诱导的大鼠骨骼肌衰老的延缓作用及其可能的机制。方法: 将30只SD大鼠随机分为空白组（注射0.9%生理盐水）,模型组（骨骼肌衰老大鼠模型）和 n-3 PUFAs组（骨骼肌衰老大鼠模型加n-3PUFA饲料喂养）,每组各10只。比较各组大鼠生长状况、体重、比目鱼肌质量变化、四肢肌肉力量探究n-3 PUFAs 对衰老肌肉萎缩大鼠肌肉再生的作用。采用Western blot分别检测CaMKK2、AMPK蛋白表达水平。结果：（1）与空白组比较,模型组脱毛明显、活动度下降、体重减轻,开始攀爬的时间明显延长;与模型组比较,n-3 PUFAs组大鼠能够有效改善D-半乳糖诱导的大鼠骨骼肌萎缩,改善大鼠的肌肉力量。（2）与空白组相比,模型组大鼠中CaMKK2、磷酸化的p-AMPK的相对蛋白表达明显下降（P<0.01）;与模型组比较,n-3PUFA组大鼠中CaMKK2、磷酸化的p-AMPK相对蛋白表达明显增加（P<0.01）;而AMPK在三组中的表达无明显差异（P>0.05）。结论: n-3 PUFAs可延缓D-半乳糖诱导的大鼠骨骼肌衰老,其机制可能与CaMKK2/AMPK信号通路关键蛋白水平上调有关。     

Obesity impairs skeletal muscle AMPK signaling during exercise: role of AMPKα2 in the regulation of exercise capacity in vivo

Objective:Skeletal muscle AMP-activated protein kinase (AMPK)α2 activity is impaired in obese, insulin-resistant individuals during exercise. We determined whether this defect contributes to the metabolic dysregulation and reduced exercise capacity observed in the obese state.Design:C57BL/6J wild-type (WT) mice and/or mice expressing a kinase dead AMPKα2 subunit in skeletal muscle (α2-KD) were fed chow or high-fat (HF) diets from 3 to 16 weeks of age. At 15 weeks, mice performed an exercise stress test to determine exercise capacity. In WT mice, muscle glucose uptake and skeletal muscle AMPKα2 activity was assessed in chronically catheterized mice (carotid artery/jugular vein) at 16 weeks. In a separate study, HF-fed WT and α2-KD mice performed 5 weeks of exercise training (from 15 to 20 weeks of age) to test whether AMPKα2 is necessary to restore work tolerance.Results:HF-fed WT mice had reduced exercise tolerance during an exercise stress test, and an attenuation in muscle glucose uptake and AMPKα2 activity during a single bout of exercise (P<0.05 versus chow). In chow-fed α2-KD mice, running speed and time were impaired ～45 and ～55%, respectively (P<0.05 versus WT chow); HF feeding further reduced running time ～25% (P<0.05 versus α2-KD chow). In response to 5 weeks of exercise training, HF-fed WT and α2-KD mice increased maximum running speed ～35% (P<0.05 versus pre-training) and maintained body weight at pre-training levels, whereas body weight increased in untrained HF WT and α2-KD mice. Exercise training restored running speed to levels seen in healthy, chow-fed mice.Conclusion:HF feeding impairs AMPKα2 activity in skeletal muscle during exercise in vivo. Although this defect directly contributes to reduced exercise capacity, findings in HF-fed α2-KD mice show that AMPKα2-independent mechanisms are also involved. Importantly, α2-KD mice on a HF-fed diet adapt to regular exercise by increasing exercise tolerance, demonstrating that this adaptation is independent of skeletal muscle AMPKα2 activity.