曲波;黄盈;邓长青;卢蕊;夏雨;张燕;丁海丽;目的:探讨生长特异性阻滞基因1(growth arrest-specific 1,Gas1)在抗阻运动改善老年肌少症小鼠肌肉干细胞(muscle stem cells,MuSCs)自我更新中的作用,为运动疗法在临床骨骼肌疾病中的应用提供理论依据。方法:选取32周龄雄性快速衰老小鼠(senescence accelerated mouse prone 8,SAMP8)16只,随机分为模型组(model group,M组)和抗阻运动组(resistance group,R组),另选取8只同龄雄性抗衰老小鼠(senescence accelerated mouse resistant 1,SAMR1)作为年轻对照组(control group,C组)。C组、M组常规饲养,R组小鼠进行8周尾部负重式抗阻运动。每周对小鼠进行1次行为学检测;干预结束后,测量小鼠腓肠肌/体重,反映相对肌肉质量;采用透射电镜观察肌纤维超微结构、苏木精-伊红染色法(HE)观测肌纤维形态并测算肌纤维横截面积;酶联免疫吸附法(ELISA)检测小鼠骨骼肌中胶质细胞源性营养因子(glial cell line-derived neurotrophic factors,GDNF)蛋白含量;Western Blotting检测骨骼肌中配对盒基因7(paired box 7,Pax7)、生肌调节因子(myoblast determination protein 1,MyoD)、肌细胞生成素(Myogenin)、Gas1、磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)、蛋白激酶B(protein kinase B,AKT)、pAKT、肌肉萎缩盒F基因(Atrogin1)及肌肉特异性环指蛋白-1(muscle ring finger-1,MuRF1)的蛋白表达;免疫荧光双标法观测Pax7与MyoD、GDNF的共定位表达情况。结果:(1)行为学指标:(1)干预前,SAMP8小鼠较SAMR1小鼠相对抓力较低(P<0.05)、转棒时长更低(P<0.01);(2)干预后,R组小鼠较M组相对抓力、转棒时长均较高(P<0.01)。(2)形态学指标:(1)透射电镜与HE结果显示:C组小鼠骨骼肌肌纤维分布均匀、紧致,Z线清晰整齐;而M组则Z线杂乱、肌纤维分布杂乱松散;R组小鼠肌纤维稍显杂乱,肌丝走行相对清晰,细胞器相对完整。(2)与C组相比,M组小鼠肌肉横截面积和相对肌肉质量均较低(P<0.01),R组则无显著性差异;运动干预后与M组相比,R组小鼠肌纤维横截面积和相对肌肉质量均较高。(3)MuSCs自我更新的变化:与C组相比,M组Pax7和MyoD蛋白表达较低(P<0.01,P<0.05),Myogenin蛋白表达无显著性差异,处于静息态(Pax7+/MyoD-)和细胞周期(Pax7+/MyoD+)的MuSCs数量较低(P<0.01,P<0.05);抗阻运动后R组Pax7、MyoD和Myogenin蛋白表达均较高(P<0.05,P<0.01),静息态与细胞周期的MuSCs数量较M组更高(P<0.01)。(4)GDNF-Gas1及下游信号通路表达变化:与C组相比,M组骨骼肌中GDNF、PI3K、pAKT/AKT表达较低(P<0.01),而Gas1、Atrogin1及MuRF1表达较高(P<0.05,P<0.01),同时Pax7与GDNF共定位表达较低;抗阻运动干预后,与M组相比,R组骨骼肌中GDNF、PI3K、pAKT/AKT较高(P<0.01),Gas1、Atrogin1和MuRF1表达则较低(P<0.05,P<0.01),Pax7与GDNF共定位表达则更高。结论:8周抗阻运动能够改善老年肌少症小鼠的骨骼肌力量、质量和功能,其可能通过上调GDNF表达,抑制Gas1对细胞增殖的负向调控以提高PI3K-AKT信号通路活性,促进MuSCs自我更新及抑制萎缩因子表达从而改善肌少症。
2026年02期 v.45 122-132页 [查看摘要][在线阅读][下载 1677K] [下载次数:10 ] |[网刊下载次数:0 ] |[引用频次:0 ] |[阅读次数:2 ]