骨骼肌急性钝挫伤修复过程中自噬相关因子的表达变化

目的：本研究通过观察SD大鼠骨骼肌急性钝挫伤修复过程中自噬相关因子的表达变化,探讨骨骼肌损伤修复可能的生物学机制。方法：30只SD雄性大鼠,随机选取6只作为对照组,其余24只用打击器打击后建立腓肠肌急性钝挫伤模型,然后随机分为4组（n=6）,各组分别在造模前及造模后3 d、5 d、7 d、14 d取材,HE染色观察损伤部位腓肠肌形态学变化,透射电镜观察损伤部位腓肠肌超微结构变化,Western blot检测腓肠肌自噬相关蛋白1轻链3-Ⅱ（LC3-Ⅱ）、泛素结合蛋白P62表达水平,RT-PCR检测腓肠肌自噬相关基因（atg） atg7、atg10、atg12、atg16L1 mRNA表达水平。结果：HE染色显示：与对照组相比,骨骼肌损伤后5 d炎细胞浸润达到高峰,7 d可见明显的新生肌细胞,14 d损伤已初步愈合。电镜观察显示：与对照组相比,损伤后3 d,5 d,7 d线粒体肿胀明显、空泡化增多,Z线从消失到飘移增粗,肌质网扩张程度逐渐好转,14 d接近对照组水平。Western blot显示：骨骼肌损伤在自然恢复3 d、5 d、7 d、14 d过程中,LC3-Ⅱ与P62总体呈现先升高后降低的趋势,其中3 d、5 d、7 d组LC3-Ⅱ表达较对照组与14 d组明显升高（P<0.01）,同样损伤后第3天P62表达达到高峰（P<0.01）,14 d恢复至正常水平。RTPCR显示：骨骼肌损伤自然恢复3 d、5 d、7 d、14 d过程中,atg10 mRNA表达呈现先降低后升高的趋势,其中3 d、5 d、7 d组atg10 mRNA表达较对照组与14 d组明显降低（P<0.01）;atg7、atg12、atg16L1 mRNA表达总体呈现先升高后降低的趋势,其中3 d、5 d、7 d组表达较对照组与14 d组显著升高（P<0.01,P<0.05,P<0.01）。结论：骨骼肌急性钝挫伤后,自噬相关因子表达随损伤的修复而呈现规律性变化,提示自噬参与骨骼肌损伤的修复,推测骨骼肌急性钝挫伤的修复速度可能与细胞自噬水平有关。     

AMPK活性升高对MuRF1、MAFbx mRNA表达量变化的影响研究

目的：通过注射AMPK激动剂AICAR,提高AMPK的活性,观察AMPK活性变化对MuRF1、MAFbx mRNA表达量变化的影响,探讨AMPK活性变化对骨骼肌蛋白质降解的作用。方法：24只SD大鼠根据用药后的时间分：AICAR注射后1h组、2h组、7h纽,生理盐水对照组,共4纽。采用同位素技术测定腓肠肌中AMPK活性变化,采用荧光定量PCR技术,测定腓肠肌中MuRF1、MAFbx基因表达量的变化。结果：AICAR注射后1h、2h、7h,AMPK活性与对照组相比显著性升高（P〈0．05或P〈0．01）,AICAR注射后7h,AMPK活性开始下降;AICAR注射后1h、2h,MAFbxmRNA、MuRF1mRNA表达量与对照组相比非常显著性升高（P〈0．01）,分别升高2．45、2．23倍和2．67、2．30倍;AICAR注射后7h,MuRF1mRNA表达量显著性升高（P〈0．05）,升高2．01倍,而MAFbx mRNA表达只有升高趋势,但没有显著性差异。结论：本研究认为大鼠一次性注射AICAR后,能显著提高AMPK的活性,AMPK活性的升高又能促进MAFbx和MuRF1mRNA的表达,促进骨骼肌蛋白质的降解。     

缺氧诱导因子-1α与血管内皮生长因子及其受体2在大鼠3期压力性损伤皮肤组织中的表达及意义*

目的:分析缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)、血管内皮生长因子(VEGF)和血管内皮生长因子受体2(KDR)在不同受压时间点大鼠压力性损伤局部皮肤组织中的表达及相互关系,探讨3期压力性损伤慢性难愈的可能机制。方法:将40只SD雄性大鼠随机分为正常对照组、受压3 d、5 d、7 d、 9 d组( n=8 ),使用磁铁压迫法建立3期压力性损伤动物模型。HE染色观察皮肤组织形态;免疫组化法检测VEGF表达,Western blot 检测皮肤组织HIF-1α、VEGF、KDR蛋白表达;对数据行单因素方差分析、LSD检验。结果:①HE结果显示,与正常对照组相比,受压组大鼠表皮逐渐增厚,血管数量不断减少,胶原排列紊乱,炎症细胞浸润增加。②免疫组化结果显示:受压3 d组大鼠皮肤组织中VEGF蛋白表达量较正常对照组明显增高(P＜0.01);受压5 d、7 d和 9 d组大鼠皮肤组织中VEGF蛋白表达量均明显低于正常对照组(P＜0.05)。WB结果和免疫组化结果一致。③WB结果显示:受压3 d、5 d和7 d组大鼠皮肤组织中HIF-1α表达量均明显高于正常对照组(P＜0.01 或 P＜0.05);4组受压组大鼠皮肤组织KDR蛋白表达量均低于正常对照组(P＜0.05或P＜0.01)。结论:HIF-1α介导的VEGF和KDR蛋白表达减少引起组织血管生成减少可能是3期压力性损伤慢性难愈的重要原因之一。     

一次性力竭运动致大鼠骨骼肌氧化应激的机制

目的:观察一次性力竭运动对大鼠骨骼肌氧化应激相关酶表达的影响。方法:雄性SD大鼠40只,分为4组(n=10),分别为对照组(C组)、力竭运动组(E组)、运动+PKC抑制剂组(EC组)、运动+NOX抑制剂组(EA组)。三组运动大鼠进行3 d的跑台适应性运动(5 m/min,1次/日,无坡度),然后休息1 d;EC组于运动前1 d和运动前1 h注射PKC抑制剂白屈菜红碱(5 mg/kg),EA组同期注射NADPH氧化酶抑制剂Apocynin(10 mg/kg),C组和E组注射同等剂量生理盐水;三组运动大鼠进行一次性跑台力竭运动,力竭后取大鼠的跖肌,DCF荧光探针检测活性氧(ROS),Western blot分析NOX2、NOX4、3-NT,免疫沉淀分析PKC、NOX2、NOX4。结果:与C组相比,E组的ROS水平、NOX2和NOX4蛋白表达、PKC-NOX2和PKC-NOX4复合物水平、3-NT生成均显著增加(P＜0.01,P＜ 0.05),EC组、EA组ROS无显著差异(P＞0.05),EC组NOX4蛋白表达显著增加(P＜0.05);与E组相比,EC组和EA组的ROS水平、NOX2和NOX4蛋白表达、PKC-NOX2和PKC-NOX4复合物水平、3-NT生成均显著降低(P＜ 0.01,P＜0.05)。结论:力竭运动诱导骨骼肌NOX2、NOX4蛋白表达增加,PKC通过调控NOX2介导ROS的生成。     

耐力运动对增龄大鼠脑皮层突触可塑性的影响及相关调控机制*

目的:探讨规律性耐力运动对脑皮层增龄性老化适应性的作用与机制。方法:将三个不同年龄段的健康SPF级雄性Sprague-Dawley大鼠分为3月龄 (青年,n=20)、13月龄 (中年,n=24)和23月龄 (老年,n=24)组,每组又随机分为静息组和运动组;静息组三组静息,运动组三组实施10周递增负荷规律的中等强度耐力运动:运动方式为跑台运动(坡度0),运动强度从最大摄氧量(V·O2max) 60%～65%逐渐递增到70%～75%,运动时间为10周;取大鼠脑皮层,HE染色测试大鼠脑皮层增龄性形态学变化,检测BDNF和SOD的蛋白表达及突触素-1(SYN1)和CaMK IIα/AMPKα1/ mTOR通路等相关基因。结果:静息各组大鼠的脑皮层结构呈现年龄增龄性衰老变化,脑皮层SOD表达呈增龄性下降趋势,BDNF表达变化呈增龄性上升趋势,SYN1和CaMK IIα表达水平随增龄性趋势变化不大,AMPKα1和SirT2以及 IP3R、AKT1、mTOR mRNA表达水平随年龄变化呈现中年略上升而老年下降趋势;与静息各组大鼠相比,运动各组大鼠脑皮层神经细胞核排列紧密有序,显微镜下观察细胞核的数量明显增加,运动促进大鼠脑皮层SOD、BDNF和突触素SYN1表达水平增加,其中老年大鼠SOD、BDNF表达水平显著上调(P＜0.01),青年和老年大鼠SYN1表达水平显著上调(P＜0.05),运动上调中年和老年大鼠脑皮层CaMK IIα表达水平上调(P＜0.01),而对青年大鼠CaMK IIα表达水平却是下调(P＜0.01),运动可上调青年大鼠脑皮层的AMPKα1表达水平(P＜0.05),而对中年和老年大鼠AMPKα1的影响不显著,运动均可上调各年龄大鼠脑皮层的SirT2表达水平(P＜0.05),运动上调各年龄大鼠脑皮层的IP3R/AKT1/ mTOR表达水平,其中青年IP3R显著上调(P＜0.01),青年和中年mTOR显著上调(P＜0.01),老年mTOR也显著上调(P＜0.05)。结论:耐力运动通过上调BDNF的表达水平,调控CaMK IIα信号、激活AMPK信号通路和IP3R/AKT1/mTOR信号通路,改善脑皮层的突触可塑性。     

不同方式运动对去负荷大鼠比目鱼肌收缩性能的影响*

目的: 探究有氧与抗阻运动对去负荷性肌萎缩大鼠比目鱼肌收缩特性及蛋白MuRF1,PGC-1α和FNDC5表达的影响以及可能的分子生物学机制。方法: 将雄性Wistar大鼠随机分为恢复组(CT)、有氧运动组(A)、抗阻运动组(R)和对照组(C),每组6只。对照组不作任何实验处理,其余3组先进行2周尾部悬吊,而后恢复组安静恢复,有氧组与抗阻组进行2周运动干预。运动方案:有氧组大鼠采用65%最大摄氧量(VO₂max)对应的跑台速度,60 min/d,5 日/周;抗阻组大鼠负重65%最大有意负重(MVCC)爬梯,3次为一组,共5组,每次休息1 min,每组间歇2 min,5 日/周。最后一次运动后禁食24 h,取比目鱼肌观察组织学变化、测试收缩性能并检测MuRF1,PGC-1α和FNDC5表达情况。结果: 与对照组相比,恢复组大鼠体重、比目鱼肌湿重、肌纤维平均横截面积与肌收缩性能都明显降低(P<0.01),PGC-1α/FNDC5表达明显降低(P<0.01)和MuRF1表达明显升高(P<0.01);与恢复组相比,有氧组和抗阻组大鼠体重、比目鱼肌湿重、肌纤维平均横截面积与肌收缩性能都明显升高(P<0.01),PGC-1α/FNDC5表达明显升高(P<0.01)和MuRF1表达明显降低(P<0.01)。与有氧组相比,抗阻组大鼠比目鱼肌PGC-1α表达显著升高(P<0.05)且MuRF1表达显著降低(P<0.05)。结论: 有氧和抗阻运动可明显提高肌收缩性能,上调PGC-1α/FNDC5的表达,抑制MuRF1蛋白表达,表明有氧与抗阻运动改善去负荷性肌萎缩的分子机制可能与PGC-1α和MuRF1蛋白相关。     

高糖诱导的大鼠原代心肌细胞损伤对程序性坏死的影响及其机制*

目的: 探讨程序性坏死在高糖诱导的大鼠原代心肌细胞损伤中的变化及可能机制。方法: 原代大鼠心肌细胞随机分为4组(n=9):正常对照组(Control,5.5 mmol/L葡萄糖培养心肌细胞48 h)、高糖组(HG,30 mmol/L葡萄糖培养心肌细胞48 h)、HG+Nec-1(30 mmol/L葡萄糖+100 μmol/L程序性坏死关键蛋白RIP1抑制剂Nec-1共同培养心肌细胞48 h)组、高渗组(HPG,5.5 mmol/L葡萄糖+24.5 mmol/L甘露醇共同培养心肌细胞48 h)。MTT法检测各组心肌细胞活力,DHE荧光染色检测细胞氧化应激水平,ELISA法检测心肌细胞TNF-α、IL-6及IL-1β水平,Real-time PCR和Western blot分别检测各组程序性坏死关键蛋白RIP1、RIP3、MLKL mRNA和蛋白水平的表达情况。结果: 与Control组相比,HG组心肌细胞活力明显降低(P＜0.01),氧化应激水平明显增高(P＜0.01),TNF-α、IL-6及IL-1β水平升高明显(P＜0.01),RIP1、RIP3、MLKL mRNA及蛋白水平表达均明显升高(P＜0.05);与HG组相比,HG+Nec-1组心肌细胞活力明显升高(P＜0.01),氧化应激水平明显下降(P＜0.01),TNF-α、IL-6及 IL-1β水平明显降低(P＜0.01), RIP1、RIP3、MLKL mRNA及蛋白水平表达均下降(P＜0.05)。结论: 高糖诱导的原代大鼠心肌细胞损伤可引起程序性坏死的发生;抑制程序性坏死可减轻细胞损伤的机制,可能与抑制氧化应激、减轻炎症反应有关。     

姜黄素及其类似物J7对2型糖尿病大鼠睾丸氧化应激损伤的干预作用*

目的: 研究姜黄素(CUR)及其类似物J7对糖尿病大鼠睾丸氧化应激损伤的干预作用。方法: 60只SD大鼠随机分组,其中10只作为正常(NC)组,余50只通过高脂饮食和腹腔注射链脲佐菌素诱导建立糖尿病大鼠模型,造模成功后将其再分为4组:糖尿病(DM,n=12)组、姜黄素治疗(CUR,n=10)组、J7高剂量治疗(J+,n=10)组、J7低剂量治疗(J-,n=10)组。CUR组大鼠每天予以姜黄素20 mg/kg灌胃治疗,J+及J-组分别予以J7 20 mg/kg、10 mg/kg灌胃治疗,8周后处死大鼠,测量各组大鼠体重、空腹血糖,羟胺法和硫代巴比妥酸法分别检测超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量,Western blot法检测tNrf2、pNrf2、CAT、NQO1蛋白表达水平,qRT-PCR检测CAT、NQO1、HO1 mRNA表达水平,光镜下观察大鼠睾丸形态学改变,免疫组化检测Nrf2及CAT蛋白表达情况。结果: DM组血糖、MDA水平升高(P＜0.05),体重、SOD活性、pNrf2/tNrf2、CAT、NQO1蛋白及CAT、NQO1、HO1 mRNA水平均有下降(P＜0.05);光镜下见睾丸各级生精细胞减少、排列紊乱;免疫组化显示Nrf2蛋白核周表达量下降,CAT蛋白表达水平降低。经姜黄素及J7治疗后,三个治疗组的MDA水平均下降(P＜0.05),SOD活性、pNrf2/tNrf2、CAT、NQO1蛋白及NQO1、HO1 mRNA水平均上升(P＜0.05),J+及J-组血糖显著下降(P＜0.05),J+组CAT mRNA水平显著上升(P＜0.05);J+组pNrf2/tNrf2比值明显高于CUR组及J-组(P＜0.05),J+组CAT蛋白水平也明显高于J-组(P＜0.05),其余指标在三个治疗组间不具有显著性差异。光镜下见三个治疗组睾丸形态学病变减轻;免疫组化显示Nrf2蛋白核周表达量上升,CAT蛋白表达水平升高。提示高剂量J7抗糖尿病大鼠睾丸的氧化应激损伤的能力较强。结论: 姜黄素及J7可在一定程度上对抗糖尿病大鼠睾丸的氧化应激损伤,其机制可能与Nrf2-ARE信号通路的激活相关。     

Myostatin信号通路在4周离心耐力运动改善2型糖尿病大鼠骨骼肌萎缩中的作用

目的：观察4周离心耐力运动对2型糖尿病大鼠代谢障碍及肌萎缩的影响,探讨myostatin/Smad3/atrogin-1信号通路在肌萎缩中的作用。方法：9周高脂饲养联合STZ注射建立2型糖尿病大鼠模型。将普通饲料组大鼠随机分为对照组（C,n=6）和运动组（E,n=9;将2型糖尿病模型组大鼠随机分为糖尿病对照组（D,n=8）和糖尿病运动组（DE,n=12）。运动方案：坡度-5°,跑速16 m/min,每次60 min、每日一次,每周训练5 d,连续4周。最后一次运动后禁食12 h,测定空腹血糖（FBG）、空腹胰岛素（FINS）,计算稳态模式胰岛素抵抗指数（HOMA-IR）和胰岛素敏感指数（ISI）,进行葡萄糖耐量试验。取比目鱼肌观察肌萎缩现象并检测myostatin、Smad3、p-Smad3和atrogin-1表达情况。结果：①与对照组相比,糖尿病组大鼠体重、比目鱼肌质量/胫骨长和肌纤维平均横截面积、FINS和ISI显著降低（P<0.01）,FBG、HOMA-IR和血糖曲线下面积（AUC_BG）以及myostatin、Smad3、p-Smad3、atrogin-1表达均显著升高（P<0.01）。②4周离心运动后,与糖尿病组相比,糖尿病运动组大鼠肌纤维平均横截面积显著升高（P<0.01）,AUC_BG、HOMA-IR及myostatin、p-Smad3、atrogin-1表达显著降低（P<0.05,P<0.01）。结论：myostatin/Smad3/atrogin-1信号通路上调是导致2型糖尿病肌萎缩的重要原因,4周离心耐力运动可能通过下调myostatin、p-Smad3和atrogin-1表达抑制肌萎缩,进而改善2型糖尿病代谢障碍,提高胰岛素敏感性。     

艾灸对阿尔茨海默病模型大鼠血脑屏障结构与学习记忆功能的影响*

目的:探讨艾灸对阿尔茨海默病(AD)模型大鼠血脑屏障结构与学习记忆功能的影响。方法:48只SD大鼠随机分为4组:正常对照组、假手术组、模型组、艾灸组,模型组和艾灸组大鼠采用双侧海马一次性注射聚集态Aβ_25-35的方法建立AD大鼠模型,假手术组双侧海马区注射等量生理盐水,正常组不做处理。造模成功后,在艾灸组大鼠的“百会”、“肾俞”、“印堂”穴上方2～3 cm处施予艾条温和灸治疗,每穴10 min,每天1次,持续治疗21 d。采用Morris水迷宫实验评估各组大鼠的学习与记忆能力,伊文思蓝法检测血脑屏障通透性,电镜下观察血脑屏障的超微结构,免疫组化法检测海马区MMP-2和MMP-9阳性细胞数。结果:与正常对照组和假手术组比较,模型组大鼠逃避潜伏期时间显著增加(P＜0.01),空间探索时间显著下降(P＜0.01),学习记忆功能严重受损,脑内伊文思蓝含量显著增加(P＜0.01),血管周围水肿变大,血脑屏障结构功能受损,同时海马MMP-2和MMP-9阳性表达均显著增加(P＜0.01);与模型组比较,艾灸治疗组大鼠的学习与记忆能力均有所增强(P＜0.05),脑内伊文思蓝含量显著下降(P＜0.05),血管周围水肿程度减轻,血脑屏障损伤情况得到改善,海马MMP-2和MMP-9阳性表达显著降低(P＜0.05或P＜0.01)。结论:艾灸能减轻AD模型大鼠血脑屏障结构的损伤程度,从而改善大鼠的学习记忆能力,其机制可能与MMP-2和MMP-9被抑制有关。     

模拟高原低压低氧环境对大鼠心脏结构和功能影响*

目的: 探讨模拟海拔7 000 m低压低氧环境对大鼠心脏结构和功能的影响。方法: 96只雄性SD大鼠随机分为常压常氧对照组(对照组)和高原低压低氧组(低氧组)。低氧组大鼠放置于大型多因素复合环境模拟实验舱内,模拟海拔7 000 m高原环境饲养。实验舱运行时间23 h/d,控制昼夜比大约12 h∶12 h;对照组置于相同条件的常压常氧环境下饲养。低氧组又根据低氧时间不同分为3 d组、7 d组、14 d组和28 d组,同时设置与各低氧组相对应的对照组,每组均12只大鼠。应用超声心动图、心电图、血常规、血生化综合评价高原低压低氧环境下大鼠心脏结构和功能变化,心肌组织HE染色分析心肌组织病理变化。结果: 与相同时间点对照组比较①随着低压低氧暴露时间延长,大鼠体质量增长明显缓慢,动脉血氧饱和度14 d和28 d显著降低(P＜0.05)。②低氧组大鼠左心室舒张末期前壁厚度(LVAWD)及左心室舒张末期后壁厚度(LVPWD)于28 d时显著升高(P＜0.05)。舒张末期左心室腔直径(LVIDD)及收缩末期左心室腔直径(LVIDS)于28 d时明显降低(P＜0.05,P＜0.01)。左心室射血分数(EF%)、左室短轴缩短率(FS%)、肺静脉血流峰值速度(PV peak velocity)及肺静脉血流峰梯度(PV peak gradient)于低氧7 d 下降明显(P＜0.05,P＜0.01),低氧14 d 及低氧28 d 恢复。③低氧组大鼠心电图QRS间期与QT间期在14 d 及28 d 显著延长(P＜0.05,P＜0.01)。ST段3 d和7 d显著压低(P＜0.05,P＜0.01)。R波振幅于 7 d、14 d 及28 d 显著降低(P＜0.05,P＜0.01)。④低氧各组大鼠红细胞计数(RBC)、血红蛋白(HGB)、红细胞分布宽度(RDW)均明显升高(P＜0.01)。血小板计数(PLT)于14 d 及28 d 明显下降(P＜0.01)。血肌酐(CR)于14 d及28 d显著升高(P＜0.05)。⑤心肌病理提示,低氧3 d 和7 d 可见心肌水肿、肌浆凝聚,横纹不清,灶状变性和坏死伴炎性细胞浸润。低氧14 d 和28 d 心肌组织炎症性病理损伤逐渐减少。心肌细胞逐渐肥大,成纤维细胞逐渐增生。心肌间质胶原纤维逐渐增多等心肌代偿修复性病理变化显著。结论: 暴露于模拟海拔7 000 m低压低氧环境下3 d大鼠心功能明显降低,7 d最为显著。     

6周不同强度间歇性运动对肥胖大鼠体成分的影响*

目的:探讨不同强度间歇性运动对肥胖大鼠身体机能影响,为肥胖症的防治提供依据。方法:80只SD大鼠随机分成普通膳食组(n=20)和高脂膳食组(n=60),适应性喂养8周后,筛选普通膳食大鼠8只和高脂膳食肥胖大鼠32只,用于后续实验。将实验大鼠随机分为5组(n=8):普通对照组(CS),普通饲料喂养,不做任何运动;高脂安静组(HS):高脂饲料喂养,不作任何运动;高脂持续运动组(HC):进行60 min/d×5天/周×6周;高脂长时间低频率间歇性运动组(HLL):进行30 min/次×2次/天(间歇6 h)×5天/周×6周;高脂短时间高频率间歇性运动组(HSH):进行20 min/次×3次/天(间歇3 h)×5天/周×6周,各运动组大鼠在跑台上训练强度均为25 m/min。6周后,各组大鼠称重、检测RMR、FBG、TG等生化指标,并测量体脂及肌肉重量。结果:实验前,各组大鼠之间RMR、FBG、TG指标无统计学差异(P＞0.05);HSH、HLL、HC、HS组体重均明显高于CS组(P＜0.05)。实验后,HSH、HLL、HC组RMR均明显高于HS、CS组(P＜0.05),但HSH、HLL、HC组之间无显著性差异(P＞0.05);HS组体重高于CS组(P＜0.05),HSH、HLL、HC组体重明显低于HS组(P＜0.05),但三组之间无显著性差异(P＞0.05);HSH、HLL、HC组之间PF、EF、PF/W、EF/W均明显低于HS组(P＜0.01),而三者之间无统计学差异(P＞0.05);各组大鼠GM、QF均无显著性差异(P＞0.05),HSH、HLL、HC组之间GM/W、QF/W高于HS组(P＜0.05),而HSH、HLL、HC组之间无显著性差异(P＞0.05);HSH、HLL、HC组FBG、TG均明显低于CS、HS组(P＜0.05),但与HS组差异更显著(P＜0.01),而各训练组之间无显著性差异(P＞0.05)。结论:6周不同强度间歇性运动对肥胖大鼠体成分产生了良好的干预效果,且短时间高频率间歇性运动(HSH)效果可能更好。     

Beneficial effects of melatonin on stroke-induced muscle atrophy in focal cerebral ischemic rats

MUSCLE ATROPHY IS THE RESULT OF TWO OPPOSING CONDITIONS THAT CAN BE FOUND IN PATHOLOGICAL OR DISEASED MUSCLES: an imbalance in protein synthesis and degradation mechanisms. Thus, we investigated whether exogenous melatonin could regulate muscle components in stroke-induced muscle atrophy in rats. Comparing muscle phenotypes, we found that long-term melatonin administration could influence muscle mass. Muscle atrophy-related genes, including muscle atrophy F-box (MAFbx) and muscle ring finger 1 (MuRF1) were significantly down-regulated in melatonin-administered rats in the gastrocnemius. However, only MAFbx at the mRNA level was attenuated in the soleus of melatonin-administered rats. Insulin-like growth factor-1 receptor (IGF-1R) was significantly over-expressed in melatonin-administered rats in both the gastrocnemius and soleus muscles. Comparing myosin heavy chain (MHC) components, in the gastrocnemius, expression of both slow- and fast-type isoforms were significantly enhanced in melatonin-administered rats. These results suggest that long-term exogenous melatonin-administration may have a prophylactic effect on muscle atrophy through the MuRF1/MAFbx signaling pathway, as well as a potential therapeutic effect on muscle atrophy through the IGF-1-mediated hypertrophic signaling pathway in a stroke animal model.     

Experimental arthritis inhibits the insulin-like growth factor-I axis and induces muscle wasting through cyclooxygenase-2 activation

Chronic arthritis induces cachexia associated with an inhibition of the growth hormone (GH)-insulin-like growth factor-I (IGF-I) system and an activation of the E3 ubiquitin-ligating enzymes muscle atrophy F-box (MAFbx) and muscle Ring finger 1 (MuRF1) in the skeletal muscle. The aim of this work was to study the role of cyclooxygenase (COX)-2 in chronic arthritis-induced cachexia. Arthritis was induced in rats by Freund's adjuvant injection, and the effects of two COX inhibitors (indomethacin, a nonspecific inhibitor, and meloxicam, a selective COX-2 inhibitor on pituitary GH and on liver and serum IGF-I levels) were tested. Arthritis decreased body weight gain and GH and liver IGF-I gene expression. In the arthritic rats, both inhibitors, indomethacin and meloxicam, prevented the inhibitory effect of arthritis on body weight gain. Indomethacin and meloxicam administration to arthritic rats increased pituitary GH and liver IGF-I mRNA as well as serum levels of IGF-I. These data suggest that induction of COX-2 during chronic inflammation is involved in the inhibition of the GH-IGF-I axis and in the body weight loss. In the gastrocnemius muscle, arthritis increased the gene expression of tumor necrosis factor (TNF)-alpha, the E3 ubiquitin-ligating enzymes MAFbx and MuRF1, as well as of IGF-I and IGF-binding protein-5 (IGFBP-5). Inhibition of COX-2 by meloxicam administration increased gastrocnemius weight and decreased MAFbx, MuRF1, TNF-alpha, and IGFBP-5 gene expression. In summary, our data indicate that chronic arthritis-induced cachexia and muscle wasting are mediated by the COX-2 pathway resulting in a decreased GH-IGF-I secretion and increased expression of MAFbx and MuRF1 mRNA.     

右美托咪定对大鼠海马神经元生长发育的影响及其机制

目的:探讨右美托咪定(DEX)对新生大鼠海马神经元发育过程及脑源性神经营养因子(BDNF)-酪氨酸受体激酶B(Trk B)信号通路分子表达的影响。方法:从新生的大鼠分离出海马神经元细胞进行体外培养,将细胞接种于96孔板,实验分为4组(对照组、1μmol/L DEX处理组、5μmol/L DEX处理组、50μmol/L DEX处理组),每组设置6复孔,分别给予不同浓度的右美托咪定1、5和50μmol/L处理,于处理后2、4、6、8、10 d检测细胞活性,于处理后10 d检测细胞凋亡情况、q-PCR检测突触素(SYN)和突触后密度蛋白95(PSD95)的mRNA表达水平,分析BDNF、Trk B及N-甲基-D-天冬氨酸受体(NMDA)蛋白表达情况。结果:与对照组相比,不同剂量DEX处理组的神经元细胞活力无显著差异,1μmol/L和5μmol/L DEX处理组中SYN和PSD95 mRNA的表达和Trk B蛋白均无显著性差异(P>0.05),而50μmol/L DEX处理组中SYN和PSD95 mRNA的表达显著升高(P<0.01),BDNF蛋白表达水平显着上调(P<0.01),p-N-甲基-D-天冬氨酸受体的表达增加(P<0.01)。结论:50μmol/L DEX对大鼠海马神经元有一定的作用,其可能通过上调BDNF的表达和N-甲基-D-天冬氨酸受体的磷酸化水平来实现。     

间歇运动对心梗大鼠梗死周边区单个心肌细胞钙瞬变和收缩功能的影响

目的:探讨间歇运动对心梗大鼠缺血心肌细胞钙瞬变和收缩功能改变的影响。方法:3月龄SD雄性大鼠24只,适应性喂养1周后随机分为假手术组(S)、心梗组(MI)、心梗+运动组(ME),每组8只。MI组结扎左冠状动脉前降支制备心梗模型;S组只穿线不结扎;ME组术后一周开始间歇训练,运动方式为1周适应性运动(10 m/min×30 min/d),然后先以10 m/min×10 min,再以15 m/min×6 min和25 m/min×4 min依次交替运功,60 min/d,每周5 d连续8周。训练结束后次日,腹腔麻醉并分离心肌细胞。采用单细胞可视化动缘探测系统(IonOptix)测定[Ca^2+]i amplitude、[Ca^2]+i荧光比率(Ratio)、Departure velocity、TTP、TTP50%、TTB50%、Return velocity以及Ratio amplitude等钙瞬变指标和±dl/dtmax、SL、PTA、SL shortening%等心肌细胞收缩指标。结果:与S组相比,MI组[Ca^2+]i amplitude、[Ca^2+]i Ratio amplitude,Departure velocity和Return velocity均显著下降(P<0.01),TTB50%、TTP和TTP50%均显著增加(P<0.01),心肌细胞肌节SL Shortening%、PTA、±dl/dtmax均显著减少(P<0.01);与MI组相比,ME组Ratio amplitude、[Ca^2+]i amplitude、Return velocity和Departure velocity均显著提高(P<0.01),TTB50%、TTP和TTP50%均显著缩短(P<0.01,P<0.05),心肌细胞肌节SL Shortening%、PTA、±dl/dtmax均显著提高(P<0.01,P<0.05)。结论:间歇运动可同步改善MI大鼠梗死周边区心肌活细胞的钙瞬变异常和心肌细胞的收缩功能。