运动与骨骼肌内雌激素代谢的研究进展

随着人口老龄化的加剧,由衰老导致的肌肉流失、代谢紊乱等问题引起了全球关注。有研究表明,骨骼肌雌激素的产生对绝经期女性和男性均有重要意义,运动作为一种健康的生活方式,影响了骨骼肌内雌激素水平。该文主要综述了骨骼肌雌激素的作用,探讨不同运动方式(抗阻运动和耐力运动)对雌激素代谢通路(DHEA和芳香化酶)的影响。     

脑内芳香化酶表达的定位、调控及意义

芳香化酶催化雄激素转化为雌激素,在脑内其表达主要见于下丘脑与边缘系统的神经元内,星形胶质细胞可能也表达芳香化酶。芳香化酶基因表达是由多个组织特异性的启动子驱动的。脑内雌激素的有效浓度取决于脑局部芳香化酶的表达水平,由此产生的雌激素能调节突触发生和树突棘密度、神经营养因子和／或其受体的表达,保护脑细胞免受包括β－淀粉样蛋白在内的多种神经毒素的影响,并可显著改善老年性痴呆（AD）导致的学习和记忆下降及认知缺陷。     

CYP19基因表达与芳香化酶活性调控因子的研究进展

芳香化酶是雌激素合成中的关键酶,催化睾酮和雄烯二酮转化为雌激素。本文在对芳香化酶的蛋白结构、基因特征和分布进行阐述的基础上,重点对编码该蛋白的CYP19基因的调控因子以及芳香化酶活性的调节进行探讨。CYP19基因的调控因子包括cAMP反应元件(CRE)、类固醇生成因子1/肾上腺4结合蛋白(SF-1/Ad4BP)、雌激素受体(ER)等顺式作用因子和TATA结合蛋白(TBP)、生长因子等反式作用因子。主要通过cAMP依赖性蛋白激酶信号通路在转录水平对其进行调节。而芳香化酶表达及其酶活性的调控因子主要集中于性类固醇激素和促性腺激素,此外还受到温度等外部因子等因素的调节。芳香化酶的调节对维持雌雄激素间作用的平衡、保证机体的正常生理功能具有重要意义。     

采用磁微粒分离酶联免疫法构建基于KGN细胞的雌激素生物合成筛选模型

雌激素在机体生长发育中发挥着重要作用,其合成代谢紊乱会导致乳腺癌和骨质疏松等疾病发生.目前,基于细胞的雌激素合成筛选模型需用到放射性底物,对环境污染大,成本较高,限制了具有组织特异性调控雌激素合成的药物筛选.我们以高表达芳香化酶的KGN细胞为检测对象,比较基于聚苯乙烯酶联免疫法和磁微粒分离酶联免疫法的雌二醇ELISA试剂盒的交叉反应和灵敏度,发现相对于聚苯乙烯酶联免疫法,磁微粒分离酶联免疫法能够稳定高效的检测雌激素合成.进一步比较培养基中酚红和底物睾酮对雌二醇检测的影响,成功建立通过磁微粒酶联免疫法检测KGN细胞雌二醇合成的筛选模型.     

稀有鮈鲫脑芳香化酶cDNA片段的克隆与表达分析

芳香化酶（P450arom）是雌激素合成过程中的关键酶,在性别分化中起重要作用。鱼类存在卵巢性和脑型两种芳香化酶,分别由Cyp19a和Cyp19b编码。稀有鮈鲫作为我国特有的实验动物,尚无其芳香化酶的有关资料,其性别分化机制亦不清楚。本研究采用RT-PCR的方法以简并引物扩增了稀有鮈鲫脑型芳香化酶基因Cyp19b的部分序列,其长度为1070 bp, 编码357个氨基酸残基,具有典型的芳香化酶结构域。RT-PCR分析发现该基因主要在稀有鮈鲫的脑中表达,在性腺、肠、肾中也有表达;其在雌、雄脑中的表达差异不显著。在胚胎发育阶段,Cyp19b的表达从囊胚期开始,至神经胚期达到较高水平,随后下降,孵化期又有所增强,孵化10天后维持在高水平。这些结果说明Cyp19b以脑中表达为主,可能在稀有鮈鲫神经系统发育和脑的性别分化中有重要作用。     

核受体在骨骼肌运动适应性变化中的作用及机理

运动诱导的骨骼肌适应性变化是骨骼肌在受到长期运动刺激后出现骨骼肌质量、快慢肌纤维比例、骨骼肌线粒体生物合成、自噬和氧化代谢水平以及骨骼肌运动损伤后修复等方面的变化,导致肌肉肥大、氧化代谢能力提高,从而提高运动能力。核受体是一类配体依赖性的转录因子,主要包括雄激素受体、雌激素受体、糖皮质激素受体、过氧化物酶体增殖物活化受体、甲状腺激素受体、Rev-Erbα以及孤儿核受体Nur77、Nor1和雌激素相关受体等,它们在运动诱导的骨骼肌适应性变化中发挥了重要作用。例如,可通过影响快肌肥大促进抗阻运动对肌肉力量和爆发力的增强、慢肌纤维比例的增加以及慢肌线粒体合成、自噬和氧化代谢酶的提高等途径促进耐力运动对肌肉耐力的增强等。该文就以上核受体在骨骼肌运动性适应中的作用及机制作一综述,这对理解运动增加骨骼肌质量、提高线粒体数量和功能的机制具有重要意义,为运动防治肌肉流失、改善骨骼肌代谢提供理论依据。     

雌激素对鸣禽中枢神经系统的调控作用

鸣禽是研究人类语言学习与产生的重要模式动物。鸣禽鸣唱需要感知和运动技能学习等神经过程的参与。鸣禽脑内的雌激素主要是雌二醇(estradiol, E2),由脑内睾酮(testosterone, T)通过芳香化酶的作用转化而来。目前已在雌激素对鸣禽中枢神经系统的调控作用方面获得了一系列重要成果,主要集中在雌激素对鸣禽听觉编码、脑损伤修复,以及空间记忆和鸣唱行为的调控作用。该文对雌激素调控鸣禽中枢神经系统进展进行论述。     

雌激素及其受体与肺癌的研究进展

肺癌是目前世界上发病率和死亡率最高、预后性最差的恶性肿瘤之一,严重影响人类的健康和生存质量。过去的数10年里,研究人员普遍认为肺癌主要与吸烟、职业病、化学药品和环境污染等因素有关。近年研究显示,男性的肺癌发病率和死亡率正缓慢下降,而女性的肺癌发病率和死亡率却呈上升趋势。实验和流行病学研究均显示,雌激素可能参与了肺癌的形成。简要介绍了近期关于雌激素、雌激素受体和芳香化酶与肺癌相关的研究进展。     

雌激素β受体研究进展

雌激素是由芳香化酶催化雄激素转化而来的。脑组织局部产生的雌激素不仅作用于生殖系统,也深刻影响着脑发育、学习记忆和认知等功能。雌激素的信号是由雌激素受体介导的,以前只发现了一种雌激素受体,这面临着许多无法解释的现象,新克隆的雌激素受体即β受体加深了人们对雌激素信号途径的认识,为全面阐明雌激素在不同组织中的作用机制提供了新的线索。     

miR-378转基因小鼠骨骼肌组织的代谢表型分析

骨骼肌是机体最大的代谢器官,对机体代谢稳态有重要调控功能。该课题组前期工作发现miR-378可以调控机体能量代谢稳态,为探究过表达miR-378对骨骼肌组织代谢的影响,该研究利用核磁共振技术系统分析了miR-378转基因小鼠及同窝的野生型对照小鼠骨骼肌组织的代谢谱差异。研究结果显示, miR-378对骨骼肌代谢有重要调控功能,过表达miR-378使骨骼肌组织肌酸、氨基酸代谢物(谷氨酸、谷氨酰胺)及核酸代谢物(次黄嘌呤)增多,而乳酸、磷酸肌酸、甘油等代谢产物明显减少,提示miR-378转基因小鼠骨骼肌处于能量匮乏状态。进一步对AMPK信号通路相关蛋白的分析表明,miR-378转基因小鼠骨骼肌组织AMPKa及ACC磷酸化水平增加, AMPKa的激活进一步支持miR-378过表达导致骨骼肌组织能量不足。以上结果提示, miR-378对骨骼肌组织代谢有重要调控功能。     

PEPCK-Cmus转基因小鼠的表型鉴定

磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(phosphoenolpyruvate carboxykinase,PEPCK)是催化糖异生的限速酶,其在骨骼肌中表达量很低,作用尚不明确。本研究构建了在骨骼肌中特异表达PEPCK-C的转基因小鼠(PEPCK-Cmus小鼠),探讨PEPCK-C在小鼠骨骼肌中特异性表达后对运动和能量代谢的影响。结果显示,与同龄的野生型小鼠比较,PEPCK-Cmus转基因小鼠运动能力更强,胰岛素敏感性更高,血脂水平较低;骨骼肌中有明显脂肪堆积,但空腹血糖、体重、腹部脂肪体积没有差异。结果表明,PEPCK-C基因在小鼠骨骼肌中的特异性表达,提高了小鼠的运动耐力和糖平衡能力,并使血脂维持在较低水平,提示PEPCK-C基因在骨骼肌中的表达对机体的能量代谢有重要作用。     

赤点石斑鱼卵型芳香化酶基因启动子调控绿色荧光蛋白在斑马鱼早期生殖腺中的表达

P450芳香化酶(P450arom)是生物体内合成雌激素的关键酶。为研究赤点石斑鱼(Epinephelus akaara)卵型芳香化酶基因(EaCyp19a1a)启动子的调控作用,构建了EaCyp19a1a启动子9个不同的5′端缺失片段与绿色荧光蛋白(Green fluorescent protein,GFP)组成的表达载体,分别命名为pEaCyp19a1a-EGFP1-9。在COS-7细胞中的瞬时转染实验证明载体pEaCyp19a1a-EGFP7具有很强的转录活性。通过显微注射,将线性化的pEaCyp19a1a-EGFP7载体注入斑马鱼单细胞期受精卵中,定期在荧光显微镜下观察GFP的表达。结果发现GFP在胚胎期(受精后约48h)开始表达,主要发生在斑马鱼早期生殖腺细胞中,具有明显的性腺特异性。这说明EaCyp19a1a的启动子序列中含有调控其性腺特异表达的顺势作用原件。研究为进一步探明芳香化酶在鱼类性别分化和性别转变过程中的作用奠定了基础。     

复方中药制剂在寒冷诱导机体损伤中作用及其机制

目的:研究寒冷所诱导的机体损伤作用,明确寒冷引发机体损伤的部分机制以及预防性药物对机体处于寒冷环境中的保护作用。方法:通过低温试验、ATP检测、电镜观察等确定寒冷对机体造成的损伤;通过总抗氧化能力、CAT含量、谷胱甘肽过氧化物酶含量、SOD水平、MDA水平等的检测确定氧化应激在寒冷暴露对机体损伤中的作用及机制;并确证复方中药制剂在寒冷损伤氧化应激状态下对机体的保护作用。结果:1.急性-15±1℃寒冷环境暴露可引起机体内肝脏组织能量代谢障碍,ATP生成减少,肝细胞线粒体损伤,溶酶体增多等机体损伤的现象;2.寒冷应激可导致机体的总抗氧化能力、CAT显著减少,而氧化应激终产物之一的丙二醛(malondialdehyde,MDA)显著增多(说明肝脏组织出现明显的氧化应激过程),并且出现抗氧化能力下降。3.预先给予药物干预后,机体抗氧化能力显著增加。结论:1.寒冷可以诱导机体肝脏明显损伤。2.氧化应激是寒冷诱导机体损伤的关键机制之一。3.复方中药制剂可以增加机体在寒冷应激条件下的抗氧化能力,从而产生保护作用。     

维拉帕米对骨骼肌缺血再灌注损伤保护作用的酶组织化学研究

实验选用大鼠骨骼肌缺血再灌注模型, 观察骨骼肌缺血及再灌注后酶组织化学和超微结构的变化, 并观察维拉帕米的保护作用。结果显示： 骨骼肌缺血６ｈ 时, 骨骼肌细胞ＳＤＨ、ＣＣＯ、Ｃａ２＋ －ＡＴＰａｓｅ活性呈下降趋势, 而ＬＤＨ 活性则有所增强。再灌注１２ｈ 时, 骨骼肌细胞ＳＤＨ、ＣＣＯ、Ｃａ２＋ －ＡＴＰａｓｅ 活性进一步明显下降,同时ＬＤＨ 活性亦下降明显,而应用维拉帕米能在一定程度上保护上述酶的活性。与此同时,骨骼肌超微结构的改变与其酶活性的变化相一致。因此, 本实验提示： 骨骼肌缺血再灌注可损害其能量代谢酶的活性, 而维拉帕米则有较强的保护作用。     

老年骨骼肌再生能力受损的机制研究进展

骨骼肌具有一定的再生能力,肌卫星细胞和多种免疫细胞在骨骼肌再生中发挥重要作用。随年龄的增长,骨骼肌再生能力呈现下降趋势,并伴随着机体免疫及自我修复能力的下降,这是肌少症发生发展的重要原因。对老年骨骼肌再生能力受损机制的研究表明,肌卫星细胞、中性粒细胞、巨噬细胞等功能的改变与这一过程密切相关。此外,Notch和Wnt信号通路及生长因子的变化也是影响老年骨骼肌再生能力的重要因素。本文对老年骨骼肌再生能力受损的机制进行了综述。     

白细胞介素-6在骨骼肌质量调节中的作用

白细胞介素-6 (interleukin-6,IL-6)是一种多效性细胞因子参与机体免疫应答，并在不同器官、组织及细胞中发挥生物调节作用。IL-6具有抗炎和促炎的双重效应，在受到病原体感染发病的初期，机体内IL-6发挥抗炎作用，其水平在机体内适度升高，抵御机体炎症、维持机体内部稳态；但IL-6大量释放可造成过度炎症，引发机体的其他病理变化。而IL-6在调控骨骼肌质量方面亦有刺激骨骼肌蛋白质合成与降解的双重效应。骨骼肌作为机体重要的运动及代谢器官，也是IL-6的关键靶向之一。一方面，IL-6在应激骨骼肌的诱导和瞬时表达通过自分泌或旁分泌作用下，参与调节肌卫星细胞增殖、分化，介导骨骼肌生成与生长；另一方面，在衰老及病理条件下，机体IL-6水平显著提高，促使肌肉萎缩，因此，骨骼肌萎缩机制亦与IL-6相关。此外，骨骼肌也可作为内分泌器官，在运动应激下分泌并释放IL-6,后者作为“运动因子”实现骨骼肌与其他器官或组织间的“crosstalk”。鉴于IL-6在机体发挥的“多面手”作用，本文综述IL-6与骨骼肌质量调控机制相关研究进展，为揭示骨骼肌应激与适应分子机制提供理论参考。     

MSTN协调机体脂肪和骨骼肌细胞增殖分化及能量代谢平衡的研究

研究发现骨骼肌特异表达的分泌性蛋白MSTN除了调控骨骼肌的数量和大小,在脂肪发生以及糖、脂肪和蛋白质等的代谢调节中也具有重要作用。主要表现在MSTN使机体正常情况下肌卫星细胞和前体脂肪细胞维持基本静止状态,协调机体骨骼肌和脂肪的能量代谢平衡等方面。本文综述了MSTN协调机体脂肪和骨骼肌细胞增殖分化及能量代谢平衡的作用机制,并进一步分析了MSTN在这一过程中发挥作用的可能机制。     

超排处理对雌兔生殖器官中表皮生长因子表达的影响

本研究采用免疫荧光组织化学染色法和蛋白免疫印迹法比较研究了后肢去负荷大鼠(Rattus norvegicus)和冬眠不活动达乌尔黄鼠(Spermophilus dauricus)不同类型骨骼肌氧化应激水平和抗氧化防御能力及与肌萎缩之间的关系。结果显示,后肢去负荷14 d后,大鼠比目鱼肌和趾长伸肌肌萎缩程度显著升高,过氧化氢和丙二醛水平增加,Nrf2介导的抗氧化信号通路及下游抗氧化酶蛋白表达及活性显著下降;而冬眠不活动达乌尔黄鼠骨骼肌中肌萎缩指标并未出现变化,氧化应激水平维持夏季组水平,抗氧化酶和调控因子出现不同程度升高。研究表明,后肢去负荷导致非冬眠大鼠骨骼肌氧化应激水平升高,抗氧化防御能力减弱,可能是导致大鼠废用性肌萎缩的重要机制之一;而冬眠动物达乌尔黄鼠骨骼肌在自然废用状态下,抗氧化防御能力增强可能是防止自然冬眠不活动引起的废用性肌萎缩的重要机制。     

环境雌激素双酚A对脑和行为发育的影响

双酚A是一种具有代表性的环境内分泌干扰物, 其广泛使用引起的对人类和野生动物的危害不容忽视. 双酚A具有类雌激素和抗雌激素活性, 可与雌激素受体结合, 模拟或干扰体内雌激素的合成、代谢和活动, 从而影响机体的生理功能. 在脑发育过程中, 双酚A不仅影响脑内雌激素合成关键酶芳香化酶的表达和活性, 还可改变不同脑区雌激素受体(ERα和ERβ)的表达, 并因此放大或干扰雌激素对脑发育的调节作用. 经典的雌激素核受体机制和非基因组细胞信号系统均参与双酚A对脑发育的影响. 许多脑区特别是与行为相关的如下丘脑、脑干蓝斑、皮层和海马等脑区的结构、递质系统等发育受双酚A影响, 干扰其发育的性别分化, 并因此影响生殖行为、探究、焦虑和学习记忆等多种神经行为的性别分化. 双酚A影响脑发育的细胞、脑区和时间特异性, 以及对脑发育过程影响的动态变化, 使双酚A对脑发育的影响非常复杂. 发育中的脑对双酚A特别敏感, 低于环境排放安全标准剂量的双酚A已可影响脑和行为的发育. 因此, 双酚A环境排放安全标准的重新制定非常必要, 而对双酚A毒理学的进一步实验研究和流行病学研究将有助于其环境排放安全新标准的确定.     

己烯雌酚对成年雄性金色中仓鼠的生殖毒性与氧化损伤的关系

为研究环境雌激素己烯雌酚(DES)的生殖毒性与活性氧(ROS)的关系,连续7天给成年金色中仓鼠皮下注射0、0.01、0.1、1mg/kgBWDES,称量睾丸重量、计算睾丸相对重量,光镜观察睾丸组织结构的变化,分光光度法检测睾丸组织和血浆中超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、总抗氧化能力(T-AOC)和丙二醛(MDA)的含量。结果表明:1mg/kgBWDES导致睾丸萎缩、重量下降,曲细精管中生精细胞排列紊乱,管腔内几乎没有成熟精子;随着DES剂量的增加,睾丸组织中SOD、GSH-Px和T-AOC含量显著下降,MDA显著上升。提示DES的生殖毒性与ROS密切相关,DES通过降低抗氧化酶水平,增加ROS含量,干扰生精细胞正常功能,导致细胞死亡,表明氧化损伤可能是环境雌激素生殖毒性的作用机理之一。