骨骼肌重塑中的钙调神经磷酸酶信号转导通路

背景：骨骼肌重塑是骨骼肌对多种刺激因素所产生的形态结构与代谢机能的适应性变化。近几年关于钙调神经磷酸酶（CaN）/（NFATS）在骨骼肌重塑中的作用备受关注。目的：探讨钙调神经磷酸酶在骨骼肌从无氧转向有氧的代谢重塑、肌纤维类型转化以及在骨骼肌肥大过程中的信号转导作用。方法：由第一作者用计算机检索ISI Web of knowledge数据库（1998/2010）,检索词为＂calcineurin,skeletal muscle,hypertrophy,NFAT,myofiber type＂,语言设定为英文。从钙调神经磷酸酶信号系统在骨骼肌代谢、肌纤维类型转换和肌肉肥大中的作用方面进行总结,对其调节机制、肌肉重塑等方面进行介绍。结果与结论：共检索到186篇文章,按纳入和排除标准对文献进行筛选,共纳入33篇文章。结果表明CaN/NFATS信号激活有助于Ⅰ型肌纤维分化,提高线粒体有氧代谢能力,但骨骼肌对耐力运动的适应并不绝对依赖CaN。CaN/NFATS转导通路有可能通过转录激活utrophin A来调控骨骼肌的肥大反应。由此可知钙调神经磷酸酶参与骨骼肌代谢、纤维转化和肥大的重塑过程,调节骨骼肌对刺激产生适应性应答反应。     

骨骼肌生长与适应的机械信号与途径

背景:骨骼肌作为一种机械组织,具有机械收缩的功能,但外界力学机械信号如何转变成生物体的化学信号,从而影响肌肉的生长和代谢仍不是很明确.目的;了解机械刺激与骨骼肌适应的信号途径,为摸索改善骨骼肌质量与适应提供理论依据及实验方案.方法:应用计算机检索Pubmed数据库和中国期刊网1980-01/2008-12相关文献.英文检索词为"skeletal muscle、mechanical stimulation、signal transduction";中文检索词为"骨骼肌,运动,信号传导".纳入标准:①具有原创性,论点论据可靠的实验性文章.②与骨骼肌肥大相关内容的文章.③观点明确,分析全面的文章.排除标准:与文章目的无关的内容和重复性研究.结果与结论:骨骼肌作为一种机械组织,具有机械收缩的功能,但外界力学机械信号如何转变成生物体的的化学信号,从而影响肌肉的生长和代谢仍不是很明确.研究表明,机械刺激通过诱导Akt/mTOR途径,从而促进骨骼肌生长与适应的机制;骨骼肌纤维在机械运动刺激作用下,神经冲动的传递,随后开放Ca2+及相关离子通道,引起胞浆中的钙离子增加,使钙调神经磷酸酶的活性上升,催化NFAT去磷酸化,激活的NFAT进入肌细胞核,作用于相应的靶基因,最终使骨骼肌产生运动适应性变化.结果表明,肌肉机械信号刺激促进胰岛素样生长因子1的释放,进而通过生物信号传导通路来实现.机械刺激促进离子浓度的改变,从而影响钙调磷酸酶/对核因子活化T细胞途径以增加肌肉质量.对于机械运动的物理信号与生物体的化学信号通路的机制研究还有待继续深入探索.     

钙调神经磷酸酶在心血管系统中的作用

目的:钙调节神经磷酸酶是目前惟一已知的细胞内钙/钙调素依赖性丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶,在细胞信号传递过程中直接受钙的调节,起去磷酸化作用。就钙调节神经磷酸酶的酶学特性、分布、生物学功能及其与心血管系统的关系作一综述。资料来源:检索Medline1995-01/2005-12及清华同方数据库1994-01/2005-12的相关文章,检索词“calcineurin”,并限定文章语言种类为English。检索词“钙调节神经磷酸酶”,限定文章语言种类为中文。资料选择:对资料进行初审,纳入标准:钙调节神经磷酸酶的酶学特性、分布、生物学功能及其与心血管系统关系的实验研究文章。排除标准:重复研究、综述、Meta分析。资料提炼:共收集到95篇关于钙调节神经磷酸酶的酶学特性、分布、生物学功能及其与心血管系统关系的实验研究的文献,30篇符合纳入标准。排除的65篇中包括重复研究、综述、Meta分析。资料综合:①近年发现,钙调节神经磷酸酶-T细胞活化核因子途径广泛存在于心肌骨骼肌、血管平滑肌细胞等,参与心肌和骨骼肌肥大、成纤维细胞增殖的发生。②钙调节神经磷酸酶为一个催化亚单位(CnA)和一个调节亚单位(CnB)组成的异源二聚体,有3种主要同工酶:CaNα,CaNβ,CaNγ。钙/钙调素与钙调节神经磷酸酶结合后诱发CnA构象的改变,致使自身抑制域移位,暴露出活性位点,产生钙调节神经磷酸酶的活化。③钙调节神经磷酸酶使胞浆转录因子NF-ATS脱磷酸化,暴露其核定位信号,NF-ATS得以转位入核,与核内其他转录因子协同调节多种基因的活化。在免疫应答中的重要作用,参与细胞生长,凋亡。④钙调节神经磷酸酶信号通路启动血管发育及后期血管与周围组织之间的有联,钙/钙调节神经磷酸酶/NF-ATC在正常心瓣和心膈形成的信号转导过程中发挥重要作用,对心脏的正常形态学发生至关重要。结论:钙调节神经磷酸酶在心血管系统的正常生理结构与功能的维持以及病理生理过程中均发挥着重要作用。调节神经磷酸酶信号通路在心血管系统生理及病理生理中的反作用的证实,以及对其作用机制、抑制剂的深入研究,对探讨心血管疾病的发病机制、正常心血管功能的调节机制有重要意义。     

卫星细胞与肌肉肥大关系及成肌因子的运动性调控

背景:卫星细胞是成体肌肉发生重要的"原料",它的增殖、分化和融合增加了肌纤维的细胞核数量或肌纤维数的数量,继而引起肌肉功能和形态学的变化,但是肌肉肥大是否一定有卫星细胞参与还存在争议.成肌因子是肌肉发生调节的核心因子,在肌肉发生的多个阶段发挥重要作用,但是目前对它们功能上特点和差异的了解仍然不够深入.目的:总结并讨论卫星细胞和成肌因子在肌肉发生和肌肉肥大以及在肌肉训练中的作用.方法:由第一作者用计算机检索中国期刊全文数据库(CNKI:2000/2010)和Medline(2000/2010)数据库,检索词分别为"骨骼肌,肥大,运动,肌肉发生,卫星细胞,成肌因子"和"skeletal muscle,hypertrophy,exercise,myogenesis,satellite cell,MRF",语言分别设定为中文和英文.从卫星细胞与肌肉肥大、成肌因子的作用及成肌因子的运动性调控特点2方面进行总结,对卫星细胞及成肌因子在肌肉发生中的作用及其调节机制和肌肉重塑等方面进行介绍.结果与结论:共检索到177篇文章,按纳入和排除标准对文献进行筛选,共纳入30篇文章.结果表明肌肉发生是肌肉肥大的生物学基础,卫星细胞是成体肌肉发生关键,但肌肉肥大早期过程可能没有卫星细胞的参与,以DNA含量来衡量卫星细胞改变可能有较大误差,成肌因子是肌肉发生核心因子.目前研究对成肌因子成员之间功能的异同和成肌因子的运动性调控特点的了解仍不深入.     

去神经支配骨骼肌萎缩的多种治疗

背景:骨骼肌去神经支配后出现肌萎缩和收缩功能的丧失,肌纤维发生与萎缩相关的一系列的形态学和组织学的变化.近年来随着技术水平及理论研究的进展,治疗效果有了较大的提高,但仍未达到满意的效果.目的:总结并讨论近年来有关去神经支配骨骼肌萎缩的治疗新进展,为肌肉功能的恢复提供理论基础.方法:由第一作者用计算机检索中国期刊全文数据库(CNKI:2000/2010)和Medline数据库(2000/2010),检索词分别为"去神经支配,骨骼肌,肌萎缩,治疗"和"denervated,skeletal muscles,atrophy,treatment".共检索到135篇文章,按纳入和排除标准对文献进行筛选,共纳入30篇文章,从物理治疗、神经修复和植入、细胞移植、药物、基因和中药治疗等方面进行总结和分析.结果与结论:近年来去神经支配骨骼肌的治疗取得了很大进展,但这些方法只能在一定程度上缓解骨骼肌萎缩,在一段时间内维持肌肉的生理功能.目前研究随着去神经支配骨骼肌萎缩机制的阐明,针对性的治疗措施将会取得更好的效果.     

运动诱导骨骼肌肥大的信号传导通路

归纳分析运动诱导骨骼肌生理性适应肥大机制,为训练计划设计提供指导性的建议.运动诱导骨骼肌生理性适应肥大机制涉及到多种信号传导途径:①雷帕霉素靶体蛋白(mTOR)信号传导通路刺激骨骼肌生长.②PI3K-mTOR在调节细胞和器官生长中扮演着重要的作用.③mTOR参与肌肉适应性生长的调节.④和肾上腺素能激动剂克伦特罗诱导的肌肉生长通过mTOR和其下游的目标蛋白.⑤mTOR通路参与抗阻力训练诱导肌肉肥大.大量关键蛋白分子和信号传导通路被发现和证实,其中Akt/mTOR信号通路,被认为在参与调节肌肉的生长,增加蛋白的合成方面起到重要的作用.改变运动方式,能够选择性的激活Akt和mTDR的上游的效应分子目前并不清楚,需进一步研究.     

骨骼肌葡萄糖转运的运动性适应信号机制

运动可以使骨骼肌产生良好的生理适应.急性运动或者肌肉收缩,通过增加骨骼肌的葡萄糖摄取从而使葡萄糖保持在一个稳定的水平.急性运动引起的肌肉收缩可以引起细胞内AMP/ATP值升高,Ca2+水平的增加,蛋白激酶的激活等一系列反应.因此,可以推测急性运动引起的这些生理反应过程激活一个或者多个细胞内信号转导通路就可以增加细胞膜的葡萄糖转运蛋白4运载体活性和葡萄糖的摄取.这个复杂过程中涉及到的信号分子,如腺苷酸-活化蛋白激酶,钙离子/钙调蛋白依赖性蛋白激酶和Akt底物相对分了质量160 000蛋白.长期的运动训练可以诱导代谢基因表达的改变,引起肌纤维类型、线粒体的生物发生、葡萄精转运蛋白4水平的改变,从而调节葡萄糖的转运.运动在调节骨骼肌代谢中起着重要的生理作用,但是这些重要的生理现象的分子机制目前还不是很清楚.     

肌肉萎缩与过氧化体增殖活化受体辅γ助活化因子1α的关系

背景:过氧化体增殖活化受体γ 辅助活化因子1α(peroxisome proliferator-activated receptorγ coactivator 1α,PGC-1α)能调节骨骼肌的功能,包括有:线粒体的生物发生、底物氧化和肌纤维类型等,最近还有研究发现PGC-1α 能够预防肌肉的萎缩.目的:总结并讨论PGC-1α 与肌肉萎缩之间的关系.方法:由第一作者用计算机检索中国期刊全文数据库(CNKI:2000/2010)和Medline 数据库(2000/2010),关键词分别为"肌肉萎缩,PGC-1α,运动"和"muscle atrophy,PGC-1α,exercise".共检索到56 篇文章,按纳入和排除标准对文献进行筛选,共纳入22 篇文章.从PGC-1α 与肌肉萎缩、运动与PGC-1α 共2 个方面进行总结.结果与结论:PGC-1α 表达增强能提高线粒体功能、人体的运动能力、降低氧化应激和抑制肌肉萎缩特异性基因的表达.说明运动可通过调节PGC-1α 的表达来干预肌肉萎缩.     

去神经支配骨骼肌萎缩的多种治疗

背景：骨骼肌去神经支配后出现肌萎缩和收缩功能的丧失,肌纤维发生与萎缩相关的一系列的形态学和组织学的变化。近年来随着技术水平及理论研究的进展,治疗效果有了较大的提高,但仍未达到满意的效果。目的：总结并讨论近年来有关去神经支配骨骼肌萎缩的治疗新进展,为肌肉功能的恢复提供理论基础。方法：由第一作者用计算机检索中国期刊全文数据库（CNKI：2000/2010）和Medline数据库（2000/2010）,检索词分别为＂去神经支配,骨骼肌,肌萎缩,治疗＂和＂denervated,skeletal muscles,atrophy,treatment＂。共检索到135篇文章,按纳入和排除标准对文献进行筛选,共纳入30篇文章,从物理治疗、神经修复和植入、细胞移植、药物、基因和中药治疗等方面进行总结和分析。结果与结论：近年来去神经支配骨骼肌的治疗取得了很大进展,但这些方法只能在一定程度上缓解骨骼肌萎缩,在一段时间内维持肌肉的生理功能。目前研究随着去神经支配骨骼肌萎缩机制的阐明,针对性的治疗措施将会取得更好的效果。     

螺内脂抑制醛固酮诱导大鼠心肌细胞中钙调神经磷酸酶的表达

目的:在引起心肌细胞肥大的刺激因素醛固酮作用下,应用醛固酮受体拮抗剂螺内脂进行共同培养,观察培养的原代大鼠心肌细胞钙调神经磷酸酶蛋白及mRNA表达水平。方法:实验于2004-07/12在基础医学研究所组织工程研究中心实验室进行。取出生1～3d的Wistar乳鼠,进行心肌细胞培养。将培养的乳鼠心肌细胞分为4组:①空白对照组:不干预。②醛固酮组:予以醛固酮至浓度为1nmol/L。③环孢素A组:予以醛固酮至1nmol/L,同时给予环孢酶素A至5mmol/L。④螺内脂组:予以醛固酮至1nmol/L,同时给予螺内脂至3μmol/L。通过免疫组织化学染色观察钙调神经磷酸酶Aβ蛋白表达,反转录-聚合酶链反应方法检测钙调神经磷酸酶蛋白AβmRNA的表达。结果:①钙调神经磷酸酶Aβ蛋白表达:免疫组织化学染色结果发现醛固酮组心肌细胞胞浆中阳性颗粒(棕色)多,表达增高,用环孢素A及螺内酯干预的大鼠心肌胞浆中阳性颗粒显著少于醛固酮组,与空白对照组接近。②钙调神经磷酸酶AβmRNA表达:醛固酮组心肌细胞表达显著高于空白对照组(P<0.05),环孢素A及螺内酯组显著低于醛固酮组,与空白对照组无明显差异。结论:在醛固酮诱导下钙调神经磷酸酶蛋白及mRNA表达水平均升高,螺内酯通过拮抗醛固酮与受体结合可减少钙调神经磷酸酶蛋白及mRNA表达,其效果与钙调神经磷酸酶特异性抑制剂环孢素A相似。