运动对骨骼肌卫星细胞的影响及作用机制

骨骼肌卫星细胞在骨骼肌生长发育、损伤修复以及骨骼肌重塑等生理病理过程中具有重要的作用。适宜的运动训练可活化卫星细胞,促进卫星细胞增殖并向成肌细胞分化。本文就骨骼肌卫星细胞的起源、形态特征和特异性的标记以及运动训练调控骨骼肌卫星细胞活化、增殖、分化的作用机制进行综述。     

骨骼肌卫星细胞生长因子与运动训练的关系

背景：大运动量训练可以导致骨骼肌组织微细结构的损伤性变化, 而骨骼肌卫星细胞的激活、增殖与分化和肌肉组织损伤的修复有密切关系。 目的：文章从训练导致肌肉组织结构性损伤需要修复的客观实际出发,提出运动后骨骼肌结构的修复与骨骼肌卫星细胞生长因子之间存在某种依赖关系。 方法：由第一作者通过计算机网络检索中国期刊全文数据库(CNKI)和Medline数据库(2000/2010),检索词分别为“骨骼肌卫星细胞,生长因子,运动训练,骨骼肌超微结构”和“Skeletal muscle satellite cells,exercise,growth factor”。 共检索到97篇文章,按纳入和排除标准对文献进行筛选,共纳入23篇文章。从运动后骨骼肌组织修复与骨骼肌卫星细胞生长因子的激活作用机制进行总结,对两者间的联系进行分析。 结果与结论：大强度训练可以导致骨骼肌组织的损伤,而卫星细胞是运动后恢复期骨骼肌修复的关键,其生长因子也与训练方式等因素有关。目前在骨骼肌卫星细胞的生长因子与运动训练之间的联系还缺乏足够的认识与研究。     

骨骼肌减少症与运动训练对肌卫星细胞影响的研究现状及展望

BACKGROUND: The phenomenon of atrophy or reduction of muscle, causing degenerative changes of muscle functions, appears along with age. Sports training, in which muscle satellite cells are of great importance, is beneficial to increase in muscle mass and improvement of muscle function.  OBJECTIVE:To summarize regulatory mechanism of satellite cells in skeletal muscle mass; changes of satellite muscle cells in the degenerative process of muscle mass and strength; declining and reverse effects of sports training intervention; situations and problems of current research and prospective of the future.  METHODS: A computer-based online search was conducted in PubMed database by using the key words of “sarcopenia, skeletal muscle, satellite cells” from 1986 to 2015. The language was limited to English. The eligible papers were further analyzed and reviewed. RESULTS AND CONCLUSION: A total of 168 papers were screened. Finally, 39 papers were selected according to the titles and objectives. Skeletal muscle atrophy is shown as II type muscle fiber atrophy, and the II type muscle fiber satellite cell content decreases simultaneously. Exercise is beneficial to increase muscle mass and improve muscle function in older people. Both resistance and endurance trainings can increase the skeletal muscle, especially the II muscle fiber satellite cell content with a further increase in the satellite cell activation and proliferation. The number and activation degree of satellite cells are related to muscle aging, and satellite cells and proliferation factors regulate muscle cell formation. Therefore, future researches should not only focus on the increase of satellite cell bank, but also explore effective ways to promote the activation of satellite cells, such as exercise training, nutrition and drugs. 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程     

骨骼肌卫星细胞对心肌梗死的治疗

细胞移植是目前对于急性心肌梗死治疗的热门话题,骨骼肌卫星细胞移植是最优选的心肌移植干细胞之一。本文阐述骨骼肌卫星细胞的特点,移植治疗心肌梗死的可能机制,体内移植时间,移植方法和标记方法,总结其目前在临床上的应用,指出目前关于其移植存在的问题,并对其应用做出展望。     

黄芪多糖对2型糖尿病大鼠肝脏AMPK苏氨酸磷酸化的影响

目的:观察2型糖尿病(T2DM)大鼠肝脏组织中腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)磷酸化表达的变化,并探讨黄芪多糖(APS)对T2DM的治疗作用及可能机制。方法:雄性SPF级SD大鼠,随机分为4组:正常对照组(C组,n=8)和APS对照组(APS组,n=8),以普通饲料喂养;T2DM组和T2DM+APS治疗组(T2DM+APS组),以高脂饲料喂养。第8周末,行尾静脉一次性注射小剂量链脲佐菌素(STZ,25mg/kg),实验期间定期检测动物随机血糖(BG)、空腹血糖(FBG)、口服糖耐量(OGTT)、血胰岛素(FINS),计算胰岛素敏感指数(ISI)。于APS治疗第8周末,取各组动物的肝脏组织,以Western blotting检测AMPK磷酸化水平。结果:T2DM组出现高血糖、糖耐量降低,经APS治疗8周后,T2DM+APS组各项实验指标均有显著性改变,肝脏组织中磷酸化AMPK水平较T2DM组显著上升(P<0.01)。结论:APS可以显著改善T2DM大鼠胰岛素抵抗,其作用机制可能与APS增加磷酸化AMPK表达水平,进而改善其能量代谢途径有关。     

运动训练中骨骼肌细胞凋亡的研究进展

细胞凋亡是程序化细胞死亡过程 ,是受一系列基因控制的生理性细胞死亡方式。细胞凋亡是广泛存在于组织细胞的基本生物学现象 ,是细胞应答不同有害刺激或疾病而发生的一种特殊的细胞自杀行为。通过这种细胞自杀行为 ,机体消除损伤、衰老、突变的细胞 ,以维持生理平衡。这是完全不同于坏死的一种死亡途径 ,通常对机体是有利的。细胞凋亡存在于发育、成熟和衰老过程之中 ,同时也存在于多种现代疾病中 ,细胞凋亡异常与多种肌细胞疾病的发生机制有关。探讨肌细胞凋亡的机制对预防和处理运动导致的骨骼肌损伤 ,以及某些骨骼肌疾病的运动保健与功能…     

AMPK调节骨骼肌细胞GLUT4基因表达的机制研究

腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)能调节运动/肌肉收缩所引起的骨骼肌细胞葡萄糖转运蛋白4(GLUT4)基因的表达,但至今它的调节机制不清.研究显示在非运动刺激引起的细胞信号事件中由组蛋白去乙酰化酶(HDACs)以及组蛋白乙酰化酶(HATs)控制的组蛋白乙酰化状态是调节基因表达的重要机制,所以我们假设AMPK信号途径是通过征用HDACs中的HDAC5(在骨骼肌细胞内高表达)来实现对运动/肌肉收缩引起的GLUT4基因表达控制.细胞分为正常浓度葡萄糖对照组(NGLU组)、正常浓度AICAR组(NGLU AICAR组)、高浓度对照组(HGLU组)、高浓度AICAR组(HGLU AICAR组).用5 mmol/L和20 mmol/L葡萄糖浓度培养骨骼肌细胞后,NGLU AICAR组和HGLU AICAR组与肌肉收缩模拟信号刺激5-氨基-4-甲酰胺咪唑核糖核苷酸(AICAR)孵育.AICAR能激活NGLU组骨骼肌细胞AMPKα2、减少骨骼肌细胞核HDAC5蛋白、促使HDAC5与骨骼肌细胞加强因子(MEF2)蛋白分离和上调GLUT4基因的表达;相反,高浓度葡萄糖延迟由AICAR引起的AMPKα2磷酸化、AMPKα2向细胞核转入、HDAC5向细胞核转出和GLUT4基因的表达.实验结果说明在不同葡萄糖浓度下的骨骼肌细胞GLUT4基因表达变化都对应着上游AMPK蛋白和下游HDAC5蛋白的变化,AMPK可能是征用转录抑制子HDAC5来调节MEF2的活性而达到控制肌肉收缩所引起的GLUT4基因表达.     

递增负荷连续离心训练及中医方法对骨骼肌生物力学特性的影响

作者对兔胫骨前肌（TA），伸趾肌（EDL）连续6天和12天递增负荷离心训练同时施以内服中药，外敷中药，内外联合用药三种恢复方法，通过对连续离心训练的作功和力矩以及EDL流变特性观察，发现中医恢复方法对连续离心训练的肌肉疲劳有一定恢复作用，对离心训练造成的肌肉粘弹性降低有明显恢复作用。     

大鼠骨骼肌卫星细胞的原代培养和鉴定

目的采用组织块培养技术探索大鼠骨骼肌卫星细胞的原代培养方法。方法以成年SPF级Sprague-Dawley大鼠为研究对象,采用组织块培养法获取大鼠骨骼肌卫星细胞,并与C2C12成肌细胞进行比较,对两种细胞进行形态学研究及采用免疫荧光和免疫组织化学法测定两种细胞α-actin蛋白和Desmin蛋白的表达及分布,从而对骨骼肌卫星细胞进行鉴定。结果通过组织块培养法获取的细胞增殖旺盛,分化良好。免疫细胞荧光和免疫组织化学实验结果显示,α-actin蛋白和Desmin蛋白在两种细胞胞浆中均有分布。结论用组织块培养法获取的骨骼肌卫星细胞具有良好的增殖与分化能力,用此种方法可培养出高纯度的骨骼肌卫星细胞。     

骨骼肌卫星细胞的培养及其在骨骼肌组织工程研究中的应用

近年来,随着组织工程技术的不断发展,生命科学、材料科学及制造科学的相互渗透,使得体外构建人体组织和器官的功能性替代物成为可能.骨骼肌卫星细胞作为组织工程的种子细胞在体外扩增至一定数量后与生物可降解三维支架材料结合,植入患者体内来修复缺损及恢复生理功能.目前对肌卫星细胞的体外培养已进行了较多研究,而对于肌卫星细胞的体外生长、增殖、鉴定,以及与组织工程三维支架的相互作用和生物功能的研究尚处于发展阶段,文中将对这些方面的研究进展作一综述.     

Characteristics of the Localization of Connexin 43 in Satellite Cells during Skeletal Muscle Regeneration In Vivo

For myogenesis, new myotubes are formed by the fusion of differentiated myoblasts. In the sequence of events for myotube formation, intercellular communication through gap junctions composed of connexin 43 (Cx43) plays critical roles in regulating the alignment and fusion of myoblasts in advances of myotube formation in vitro. On the other hand, the relationship between the expression patterns of Cx43 and the process of myotube formation in satellite cells during muscle regeneration in vivo remains poorly understood. The present study investigated the relationship between Cx43 and satellite cells in muscle regeneration in vivo. The expression of Cx43 was detected in skeletal muscles on day 1 post-muscle injury, but not in control muscles. Interestingly, the expression of Cx43 was not localized on the inside of the basement membrane of myofibers in the regenerating muscles. Moreover, although the clusters of differentiated satellite cells, which represent a more advanced stage of myotube formation, were observed on the inside of the basement membrane of myofibers in regenerating muscles, the expression of Cx43 was not localized in the clusters of these satellite cells. Therefore, in the present study, it was suggested that Cx43 may not directly contribute to muscle regeneration via satellite cells.     

生理性周期性张应变通过激活AMPK磷酸化抑制血管平滑肌细胞迁移

目的 探讨细胞能量代谢的关键调节因子 AMP激活的蛋白激酶AMPK在血管平滑肌细胞（vascular smooth muscle cells, VSMCs）响应生理性周期性张应变力学刺激后对VSMCs迁移的影响。方法 采用 Flexcell-5000T体外细胞张应变加载系统,对大鼠原代培养的 VSMCs 施加10%幅度、1.25 Hz 频率的周期性张应变,模拟VSMCs在体内的生理性力学环境;以未加载周期性张应变的静态细胞为对照组,Western blotting 检测 VSMCs的 p-AMPK蛋白表达;划痕实验检测 VSMCs 迁移功能。结果 与静态组的细胞相比,生理性周期性张应变加载24 h后显著减少划痕愈合面积,提示生理性周期性张应变抑制VSMCs迁移;生理性周期性张应变加载3 h后,VSMCs的p-AMPK蛋白表达显著升高,而加载24 h后p-AMPK蛋白表达显著降低。在生理性周期性张应变加载条件下,孵育AMPK抑制剂可以在张应变加载3 h后显著降低 p-AMPK蛋白表达,而在张应变加载24 h后显著促进VSMCs迁移;在静态条件下孵育AMPK激活剂 AICAR 3 h后显著诱导p-AMPK蛋白表达,孵育24 h后显著抑制VSMCs迁移;提示p-AMPK蛋白表达参与调控VSMCs迁移。结论 生理性周期性张应变能通过激活p-AMPK蛋白表达,进而抑制VSMCs迁移,提示生理性周期性张应变调控VSMCs迁移对维持血管稳态具有重要意义。     

细胞外信号调节激酶在缓激肽引起血管平滑肌细胞增殖反应中的调节作用

目的 :本研究主要从细胞外信号调节激酶 (ERKs)的角度 ,研究丝裂原活化蛋白激酶 (MAPK)信号途径在缓激肽 (BK)介导的大鼠血管平滑肌细胞 (VSMC)促增殖等反应中的作用及其可能的调控机制。方法 :通过3H 胸苷 ( 3H TdR)掺入率与SMC3H 亮氨酸掺入率分别反映SMC的DNA代谢与蛋白质合成代谢速率 ;并通过给予MAPK激酶 (MEK )特异性抑制剂PD0 980 5 9及ERKS抑制剂UO12 6预处理 ,观察它们对细胞蛋白合成和DNA代谢及细胞增殖的影响。结果 :①BK( 10 - 8mmol/L)处理 3 0minVSMC3H 胸苷掺入率和3H 亮氨酸掺入率均明显增高 ;②BK增高3H 胸苷掺入的作用可明显被PD0 980 5 9所抑制和部分被UO12 6所抑制 ;③BK增高3H 亮氨酸掺入的作用可部分被PD0 980 5 9和UO12 6所抑制。结论 :ERKs激活在缓激肽导致VSMC增殖反应中具有重要作用 ,并可通过ERKs信号途径的特异性抑制剂的抑制效应 ,影响血管平滑肌细胞的增殖效应     

醋酸泼尼松对糖尿病肾病模型大鼠肾功能、肾脏炎性反应及AMPK/SIRT1信号通路的影响

目的 探究醋酸泼尼松对糖尿病肾病(DN)大鼠肾脏炎性反应及腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)/沉默信息调节因子1(SIRT1)信号通路的影响.方法 随机选取12只大鼠作为对照组,将其余大鼠用高糖高脂饲料辅以腹腔注射链脲佐菌素(STZ)构建DN大鼠模型.将造模成功大鼠随机分为模型组、醋酸泼尼松低(6.25 mg/kg)、高(...     

生长抑素抑制内皮素刺激的家兔血管平滑肌细胞增殖

为探讨生长抑素（ＳＳＴ）对内皮素（ＥＴ）刺激细胞增殖的作用其机理，本工作在培养的兔主动脉血管平滑肌细胞（ＶＳＭＣ）上发现，１０＾－８ｍｏｌ／ＬＥＴ刺激细胞增殖（＾３Ｈ＝ＴｄＲ参入增多）和丝裂素活化蛋白激酶（ＭＡＰＫ）激活，１０＾－８ｍｏｌ／ＬＳＳＴ单独作用可抑制细胞增玩具增殖但不曩ＭＡＰＫ活性。ＳＳＴ不仅呈浓度依赖性地抑制ＥＴ刺激的ＶＳＭＣ增殖（Ｐ〈０．０１），而且亦抑制ＥＴ刺激的细胞ＭＡＰＫ激     

粘着斑激酶反义寡核苷酸对平滑肌细胞粘附迁移和凋亡的影响

为研究粘着斑激酶反义寡核苷酸对平滑肌细胞粘附迁移和凋亡的调控作用 ,采用纤粘连蛋白 (fibronectin ,FN)诱导平滑肌细胞 (smoothmusclecells,SMCs)粘附迁移并活化粘着斑激酶 (focaladhesionkinase ,FAK) ,将FAK反义寡核苷酸 (antisenseoligodeoxynucleotides,ODNs)经脂质体转染细胞 ,观察对FAK磷酸化、细胞粘附迁移以及凋亡的影响。结果表明 ,FN在有效地诱导SMCs粘附迁移并活化FAK的同时 ,凋亡细胞数显著低于对照 ,(8 96± 1 2 ) %和(2 3 45± 9 6 ) %。脂质体可有效地介导ODNs转染 ,转染效率为 (86 7± 4 5 ) % ,FAK磷酸化表达量明显减少 ,不同浓度FN组 5～ 6 0mg L ,细胞铺展率减少 17 89%～ 2 7 6 7% ,10、2 0、40和 6 0mg LFN组迁移细胞数也分别显著减少2 3 2 6 %、2 1 6 3%、19 31%、17 88% ,凋亡细胞数比对照高 33 5 7% (P <0 0 5 ) ,也显著高于FN组。据此可以认为FAK活化及其介导的信号转导通路是细胞外基质诱导SMC粘附迁移并抑制其凋亡的重要因素。反义FAKODNs可有效地对此进行调控     

Role of the AMPK pathway in promoting autophagic flux via modulating mitochondrial dynamics in neurodegenerative diseases: Insight into prion diseases

Neurons are highly energy demanding cells dependent on the mitochondrial oxidative phosphorylation system. Mitochondria generate energy via respiratory complexes that constitute the electron transport chain. Adenosine triphosphate depletion or glucose starvation act as a trigger for the activation of adenosine monophosphate-activated protein kinase (AMPK). AMPK is an evolutionarily conserved protein that plays an important role in cell survival and organismal longevity through modulation of energy homeostasis and autophagy. Several studies suggest that AMPK activation may improve energy metabolism and protein clearance in the brains of patients with vascular injury or neurodegenerative disease. Mild mitochondrial dysfunction leads to activated AMPK signaling, but severe endoplasmic reticulum stress and mitochondrial dysfunction may lead to a shift from autophagy towards apoptosis and perturbed AMPK signaling. Hence, controlling mitochondrial dynamics and autophagic flux via AMPK activation might be a useful therapeutic strategy in neurodegenerative diseases to reinstate energy homeostasis and degrade misfolded proteins. In this review article, we discuss briefly the role of AMPK signaling in energy homeostasis, the structure of AMPK, activation mechanisms of AMPK, regulation of AMPK, the role of AMPK in autophagy, the role of AMPK in neurodegenerative diseases, and finally the role of autophagic flux in prion diseases.     

肾上腺髓质素对内皮素促家兔气道平滑肌细胞增殖的抑制作用

在体外培养的家兔气道平滑肌细胞（ＡＳＭＣ）上，观察肾上腺髓质素（ＡＭ）对内皮素（ＥＴ）促ＡＳＭＣ增殖的影响及丝裂素活化蛋白激酶（ＭＡＰＫ）活性的变化。以探讨ＡＭ对ＡＳＭＣ增殖的调控。结果显示１０－８ｍｏｌ／ＬＥＴ－１显著刺激ＡＳＭＣ３Ｈ－ＴｄＲ参入及ＭＡＰＫ激活（Ｐ＜０．０１）。ＡＭ（１３－５２）呈剂量依赖地抑制ＥＴ－１的上述作用（Ｐ＜０．０５，Ｐ＜０．０１）。单独应用ＡＭ（１３－５２）对ＡＳＭＣ３Ｈ－ＴｄＲ参入及ＭＡＰＫ活性无明显影响。表明ＡＭ（１３－５２）可抑制ＡＳＭＣ对ＥＴ－１的增殖反应，其机理可能涉及ＭＡＰＫ活性的抑制。     

二甲双胍对高脂饮食诱导的胰岛素抵抗大鼠LPIN1表达及AMPK通路的作用

目的: 观察腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)激动剂二甲双胍对高脂饮食诱导的胰岛素抵抗大鼠LPIN1表达和AMPK通路的影响,探讨LPIN1在肝脏胰岛素抵抗中的可能作用机制。方法: 将36只4周龄雄性Wistar大鼠随机分为2组:(1) 对照组 (Con)12只;(2) 高脂饮食组 (HF)24只。8周后高脂组再随机分为高脂(HF)组和二甲双胍干预(MET)组,继续喂养8周。测定肝脏甘油三酯和胆固醇水平,应用高胰岛素-正常葡萄糖钳夹技术测得葡萄糖输注率,以评价胰岛素敏感性。RT-PCR检测LPIN1、AMPKα1和AMPKα2 mRNA表达,Western blotting方法检测LPIN1、AMPKα1、AMPKα2和p-AMPKα蛋白表达。结果: HF组大鼠空腹血糖、胰岛素、血清以及肝脏中甘油三酯、胆固醇水平均高于Con组;二甲双胍干预后上述指标下降;HF组葡萄糖输注率低于Con组(P<0.01),MET组高于HF组(P<0.05)。3组大鼠肝脏AMPKαl、AMPKα2 mRNA和蛋白表达无显著差异(P>0.05);HF组大鼠肝组织p-AMPKα和LPIN1蛋白表达低于Con组(P<0.01),MET组高于HF组(P<0.01)。结论: 高脂饮食导致大鼠胰岛素抵抗,AMPKα活性及LPIN1表达降低, 应用二甲双胍干预后AMPKα活性以及LPIN1表达均增加,LPIN1和AMPK信号通路之间可能存在相互作用。