2型糖尿病下骨骼肌状态及影响肌卫星细胞增殖分化的因素

糖尿病一直是全球学者关注的重要问题,越来越多研究者发现2型糖尿病患者常会出现骨骼肌功能缺失,从而导致患者身体活动能力下降,生活质量水平日趋降低,故了解如何恢复患者骨骼肌机能十分必要。骨骼肌作为人体运动活动的动力器官,存在一种具有特殊功能的肌细胞,即肌卫星细胞。肌卫星细胞在骨骼肌中具有干细胞特性,是骨骼肌再生修复的重要参与者及调节者。因此,了解肌卫星细胞如何完成骨骼肌再生的机制,特别是2型糖尿病条件下肌卫星细胞的变化情况及该条件下其变化的影响因素是深入探究2型糖尿病患者骨骼肌病变原因的基础理论。本文就2型糖尿病中骨骼肌状态及卫星细胞功能变化的主要影响因素加以论述,以期为今后2型糖尿病中肌卫星细胞的进一步研究提供理论参考。     

运动对骨骼肌基因表达的表观遗传调控作用

DNA甲基化、组蛋白修饰和miRNA表达调控是表观遗传调控的3种重要方式,其在基因表达调控中发挥着关键作用。适当运动有益于身心健康。骨骼肌作为运动的主体组织,运动可以提高其代谢能力,改善其线粒体生物学功能,调控肌纤维类型转化,增加骨骼肌力量。近年来越来越多的研究表明,表观遗传调控在机体适应运动过程中发挥着重要作用,DNA甲基化、组蛋白修饰和miRNA表达调控等表观遗传调控方式通过调控骨骼肌基因表达来改变骨骼肌代谢能力、线粒体生物学功能和肌纤维类型,从而适应运动变化。本文对近年来运动对骨骼肌基因DNA甲基化、组蛋白修饰和相应miRNA表达调控等3种表观遗传调控方式的研究现状进行了综述,以期为进一步研究运动改善机体机能和健康提供参考。     

运动调节骨骼肌细胞葡萄糖摄取的研究进展

胰岛素抵抗(insulin resistance,IR)是2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)的主要诱因,运动因其在改善骨骼肌胰岛素敏感性方面的显著作用,已被临床采用作为防治IR和T2DM的有效手段。运动能增加葡萄糖转运子4 (glucose transporter type 4,Glut4)的转位,而影响Glut4转位和葡萄糖摄取的途径包括胰岛素信号通路和肌肉收缩两大类。研究发现运动通过增加骨骼肌血流灌注、毛细血管募集、胰岛素信号途径和Sestrins-mTOR (mammalian target of rapamycin)信号通路而改善Glut4转位。因此,全面理解运动调节骨骼肌Glut4转位和葡萄糖摄取的分子机制对于揭示运动疗法防治糖代谢异常的机制具有重要意义。     

离心运动对大鼠骨骼肌细胞凋亡和增殖的影响

目的:探讨离心运动对骨骼肌细胞凋亡和增殖的时序性影响。方法:50只8周龄SD大鼠随机分为对照组(C)和运动组(B1,B2,B3,B4)(n=10),运动组进行重复3 d的力竭性离心运动,TUNNEL法检测大鼠肱三头肌内侧头不同恢复时相细胞凋亡情况和免疫组化检测其细胞增殖核抗原(PCNA)的表达。结果:①骨骼肌细胞凋亡出现时序性变化,并与运动性骨骼肌微损伤出现了一致性,运动组凋亡指数明显高于对照组(P<0.05),运动后即刻凋亡指数升高,运动后24 h达到峰值,运动后48 h凋亡指数有所下降。②骨骼肌细胞增殖出现时序性,运动组增殖指数明显高于对照组(P<0.05),运动后即刻增殖指数较高,运动后3 h增殖指数有所下降,运动后24 h增殖指数达到峰值,到运动后48 h下降,但还未恢复到对照组。并与细胞凋亡呈中度相关(P<0.05)。结论:①细胞凋亡是诱发骨骼肌再发性损伤的一个因素。②细胞凋亡可能是骨骼肌细胞再生的一个启动因素。     

天然黄酮类化合物治疗2型糖尿病的机制研究进展

2型糖尿病(T2DM)是一种以胰岛素抵抗或胰岛β细胞分泌功能缺陷为特征的代谢性疾病。黄酮类化合物在预防和治疗2型糖尿病中发挥着重要作用,其作用靶点多、机制复杂,尚难完全阐明。因此,明确黄酮类单体化合物的作用机制十分重要。黄酮类化合物可作用于胰腺β细胞、肝细胞、脂肪细胞和骨骼肌细胞中的多个靶点和不同的信号通路。本文分类综述了近年来天然黄酮类化合物抗2型糖尿病作用及机制的研究进展。     

不同运动方式对2型糖尿病大鼠骨骼肌Rab5蛋白及糖代谢的影响*

目的: 探讨持续运动和间歇负重运动对2型糖尿病(T2DM)骨骼肌组织细胞形态、骨骼肌Rab5 mRNA及蛋白表达、骨骼肌糖代谢的影响。方法: SD大鼠选取8只为空白对照组(CR),其他采用高脂高糖饲料喂养6周后,腹腔注射STZ(35 mg/kg)构建T2DM模型。选取24只T2DM分3组(n=8),分别为:T2DM模型组(DRM)、持续运动组(DCRE)、间歇负重运动组(DWRE)。持续运动方案:为前1～2 周准备活动15 m/min(10 min)、运动20 m/min(40 min)、整理活动15 m/min(10 min),后3～8周为 18 m/min(10 min)、25 m/min(40 min)、15 m/min(10 min);间歇负重运动方案:采用负荷重量为15%(1～2周)、30%(3～4周)、45%(5～8周),运动均为15 m/min(5 min),共12组,组间休息3 min。8周后,通过HE观察骨骼肌病理形态变化,qRT-PCR检测骨骼肌Rab5、葡萄糖转运酶4(GLUT4)的mRNA表达,免疫荧光组化技术及Western blot检测骨骼肌Rab5的蛋白表达,ELISA检测血浆Rab5和糖化血红蛋白(GHb)浓度。结果: 相比CR,DRM存在骨骼肌病理损伤,骨骼肌Rab5mRNA及蛋白表达、GLUT4 mRNA表达均降低(P＜0.01),血浆Rab5和GHb均显著升高(P＜0.01);与DRM比较, DCRE、DWRE骨骼肌病理损伤均显著减轻,骨骼肌Rab5 mRNA及蛋白表达、GLUT4 mRNA表达均升高(P＜0.05,P＜0.01),血浆Rab5和GHb降低(P＜0.01);DCRE与DWRE组间均无统计学差异(P＞0.05)。结论: 2种运动方式均能改善2型糖尿病大鼠骨骼肌病理损伤,并可通过提高骨骼肌Rab5基因和蛋白表达从而增强 GLUT4转运能力,缓解骨骼肌糖代谢稳态失衡,但2种运动方式对骨骼肌Rab5蛋白和糖代谢的影响无明显差异性。     

白血病抑制因子在骨骼肌损伤与肥大中的作用及其机制

白血病抑制因子(LIF)是一种肌肉因子(myokines),在损伤骨骼肌和运动后骨骼肌中高丰度表达,它可能通过JAK2和STAT3信号通路调节肌卫星细胞和成肌细胞增殖,通过PI3K信号通路抑制成肌细胞凋亡,也可以通过LIF受体信号通路调节骨骼肌局部炎症反应,同时与多种细胞因子相互作用抑制成肌细胞过早分化,从而在骨骼肌损伤修复和骨骼肌肥大中发挥重要作用。外源性补充重组LIF可促进骨骼肌损伤修复和促进骨骼肌肥大,这具有非常重要的临床应用价值。LIF可能成为治疗急性肌肉损伤和促进骨骼肌肥大的一种新手段,有关LIF在骨骼肌方面的研究也将会成为一个新的研究热点。     

滋肾清肝方对2型糖尿病模型大鼠的药效及作用机制

主要研究滋肾清肝方对2型糖尿病模型大鼠的药效及作用机制,为其临床应用及开发奠定基础,将符合2型糖尿病成模标准的大鼠随机分为模型组、二甲双胍组、滋肾清肝方高中低剂量组,给药8周,观察滋肾清肝方对模型大鼠饮食、体重、空腹血糖、糖耐量、糖化血红蛋白、C-肽、胰高血糖素样肽-1、糖化血清蛋白、胰岛素的影响,Western blot测定肝组织AKT、p-AKT、GSK-3β、p-GSK-3β及骨骼肌组织p-IRS-1、IRS-1、Glut4的表达;结果表明滋肾清肝方可调节2型糖尿病模型大鼠糖代谢紊乱,改善胰岛素抵抗,调节骨骼肌PI3K/AKT、肝脏AKT/GSK-3β信号转导通路可能是滋肾清肝方治疗2型糖尿病的作用机制。     

GABA——新发现的促胰岛α细胞β样变分子

<正>胰岛β细胞损伤是I型糖尿病的重要分子病理学基础;其发病因素包括:遗传、自身免疫、病毒感染、代谢因素等。目前认为,利用干细胞技术,如基因再编程(reprogramming),来改造β细胞,是治疗I型糖尿病的重要潜在策略;然而,其局限性在于难以在人类实现,因此,对可行性较强的新方法的探索,成为世界研究热点。最近,法国国家科学研究中心Patrick Collombat博     

中国仓鼠自发性2型糖尿病基础代谢特征及相关基因的表达差异

目的 探究自发性2型糖尿病中国仓鼠糖脂代谢、体成分、昼夜运动及新陈代谢等基础代谢特征和相关基因在骨骼肌、肝中的表达情况。方法 根据中国仓鼠空腹血糖(FBG)和餐后血糖(PBG)值,选取对照组(FBG≤4.5 mmol/L且PBG<6.0 mmol/L)与糖尿病组(FBG≥6.0 mmol/L且PBG>7.0 mmol/L),测定动物体重、血糖、血脂、血清胰岛素含量及糖耐量,分析动物体成分,昼夜运动及新陈代谢特征,检测相关基因葡萄糖转运蛋白4(glucose transporter 4,Glut4)和过氧化物酶体增殖激活受体-γ(peroxisomeproliferative activated receptor-γ,Pparg)在骨骼肌和肝中的表达情况。结果 与对照组相比,中国仓鼠糖尿病组血糖、血脂含量增加,血清胰岛素含量和胰岛素抵抗指数(homeostasis model assessment of insulin resistance,HOMA-IR)增大,体脂率降低,摄食量和白天活动量增加,热量消耗增大。PPARG在肝和骨骼肌中的mRNA和蛋白表达水平显著增加;GLUT4在骨骼肌中的mRNA和蛋白表达水平显著降低。结论 自发性2型糖尿病中国仓鼠属于糖脂代谢异常,能产生胰岛素抵抗的非肥胖型2型糖尿病动物模型,GLUT4的下调可能与骨骼肌中异常的糖代谢及胰岛素抵抗有关,而上调的PPARG可能有利于机体胰岛素抵抗状态的缓解。     

我国干细胞治疗糖尿病的基础与临床研究

胰岛β细胞功能衰竭和胰岛素抵抗是导致糖尿病发生发展的主要机制,目前的抗糖尿病药物没有针对糖尿病发病的关键环节,只能解除或缓解症状,延缓疾病进展,不能从根本上治愈该疾病.干细胞通过促进胰岛β细胞原位再生,提高胰岛β细胞自噬能力、调节胰岛巨噬细胞功能修复受损的胰岛β细胞以改善胰岛β细胞功能;通过多种途径活化骨骼肌、脂肪和肝脏IRS(1)-AKT-GLUT4信号通路改善外周组织胰岛素抵抗,为糖尿病的精准治疗提供了新的方向.我国研究者针对不同来源的干细胞使用不同输注方式治疗1型糖尿病和2型糖尿病开展了系列研究,取得了良好的临床疗效,且未发生严重不良反应,为干细胞治疗糖尿病的临床应用奠定了基础.     

猪精氨酸-丝氨酸蛋白激酸3(SRPK3)基因的克隆、表达及多态性分析

通过对猪SRPK3基因初步的研究,为猪分子遗传育种提供基础分子生物学信息,为猪的遗传育种提供分子标记。以大白猪为实验材料,采用RT-PCR方法克隆了精氨酸-丝氨酸蛋白激酶3 (serine/arginine-rich specific kinase 3,SRPK3) 的全长基因CDS区;采用生物信息学方法分析了SRPK3基因核酸序列并对其所编码的的蛋白序列进行了预测与分析编码蛋白序列的结构特点;采用PCR-SSCP方法对大白猪,野猪,民猪及野家杂交猪的SRPK3基因的多态性进行了检验;采用实时荧光定量PCR (Real-time) 方法检测了SRPK3在1日龄和30日龄大白猪及杜洛克的心脏、肌肉、脾脏、肝脏、肾脏、肺脏、胃、小肠、大肠、脑的表达情况;采用皮下注射的方式构建猪骨骼肌损伤模型用于研究在骨骼肌修复过程中SRPK3基因表达特性。经拼接所得到的1 708bp核苷酸片段,涵盖了SRPK3基因的全长CDS (1 701bp),该基因编码含567个氨基酸片段;蛋白存在两个S_TKc结构域,猪SRPK3蛋白序列与人和牛的相似性较高。PCR-SSCP检测发现第6外显子上A⁶²⁹→G⁶²⁹,T⁶⁵³→T⁶⁵³的突变,氨基酸变化为Pro→His,Ile→Thr;第9外显子处的G¹⁰⁵⁹→ A¹⁰⁵⁹,氨基酸无突变。利用荧光定量PCR研究发现,表达结果显示该基因表达具有组织和种间特异性。SRPK3基因的表达在整个骨骼肌细胞损伤修复过程中逐渐升高。SRPK3基因主要在肌肉和心肌内表达,骨骼肌损伤修复过程中伴随骨骼肌细胞分化SRPK3的表达持续升高,推测其可能与骨骼肌细胞发育相关。     

表观遗传学在2型糖尿病领域的研究进展

2型糖尿病(T2DM)是由遗传和环境因素共同作用而形成的多基因遗传复杂性疾病,病因和发病机制至今未完全明了.最新研究发现,表观遗传学直接或间接参与糖尿病的发病,影响胰岛β细胞的发育和分泌功能,降低机体对胰岛素的敏感性等,最终导致T2DM的发生.因此,基因的表观遗传修饰如microRNA、DNA甲基化及组蛋白修饰在糖尿病的发生发展中起到了重要的作用,对其深入研究将为T2DM预防和治疗提供新的思路.     

健步走运动对中老年2型糖尿病患者的作用

目的:探讨12周健步走运动对中老年2型糖尿病患者血糖、血脂等指标的影响,为中老年糖尿病患者提供一种较为简便且实用的运动疗法。方法:按性别比例1∶1从上海市静安区选取32名中老年2型糖尿病患者,并随机分成运动试验组及对照组(n=16)且各组性别比例为1∶1,对试验组患者进行12周的健步走运动干预,对照组正常生活(无运动干预且期间无其它规律性运动活动);试验干预结束后分别对试验组及对照组患者抽血进行血糖、血脂等指标的监测。结果:经过12周健步走运动干预后,试验组血糖、血脂等指标均有不同程度的下降;对照组各血液指标均无显著性变化;结论:12周的健步走运动对中老年2型糖尿病患者有着积极的疗效,对提高糖尿病患者生命质量有着重要作用且实用简便,可作为一种中老年2型糖尿病患辅助疗法进行推广。     

棕榈酸的组织吸收分布及对骨骼肌胰岛素抵抗的影响

脂肪酸代谢紊乱是Ⅱ型糖尿病的主要致病因素之一。棕榈酸是血液中含量最高的游离脂肪酸。我们建立了大鼠颈静脉置管输注棕榈酸的模型,发现血液中的大部分棕榈酸被骨骼肌组织所吸收。以棕榈酸处理的C2C12骨骼肌细胞为实验模型发现,棕榈酸进入骨骼肌细胞后的中间代谢产物(磷脂和甘油二酯)的累积,会造成内质网应激及胰岛素抵抗。提示血液中棕榈酸含量的升高可能通过骨骼肌的胰岛素抵抗机制,影响Ⅱ型糖尿病的发生和发展。     

DNA甲基化与胰岛素抵抗的研究进展

DNA甲基化属于表观遗传学之一,研究发现DNA甲基化可导致胰岛素抵抗(insulin resistance,IR),而IR是2型糖尿病发生的始动因素。因此对DNA甲基化的研究可加深对IR的认识,为防治2型糖尿病及其并发症提供重要的科学依据。     

疏肝化瘀通络法对初诊2型糖尿病患者血糖及胰岛β细胞功能的影响

目的:观察中医疏肝化瘀通络法治疗初诊2型糖尿病患者的胰岛β细胞及胰岛素抵抗的影响.方法:将60例符合入选标准的新诊断的2型糖尿病患者,随机分组2组(治疗组与对照组),2组在饮食控制和运动治疗方案的基础上,对照组给予口服二甲双胍片;治疗组在口服二甲双胍的基础上加服以疏肝化瘀通络法组方的中药方剂,两组治疗疗程均为12周.观察治疗前后患者血糖、糖化血红蛋白、胰岛素敏感性及胰岛β细胞功能的影响并记录低血糖及其它不良反应.结果:与治疗前相比,二甲双胍+疏肝化瘀通络方治疗后患者空腹、餐后2 h血糖均下降(P＜0.05);HbA1C下降(P＜0.05);体重指数(BMI)下降(P＜0.05);胰岛素敏感性增加;未观察到低血糖或其它不良反应.结论:疏肝化瘀通络法对初诊2型糖尿病患者有良好的临床疗效.可望为2型糖尿病的中西治疗提供新方法,值得进一步深入研究.     

运动训练调控细胞自噬相关机体功能的分子机制研究进展

细胞自噬是真核细胞中广泛存在的一种自我保护机制,是细胞在应激情况下通过溶酶体或液泡高度保守的降解途径将细胞内异常蛋白和细胞器降解为生物大分子,重新被细胞利用的过程。适度的运动锻炼可以诱导机体多种组织细胞自噬的激活,增强机体的活力,延缓机体的衰老。运动训练可以刺激骨骼肌细胞自噬水平上调,延缓骨骼肌衰老;运动训练作为一种机械性刺激可以通过调节心肌细胞的自噬激活调控长寿命或错误折叠心肌蛋白和受损细胞器的代谢,延缓心肌衰老;此外,细胞自噬与糖尿病、肿瘤、脑血管疾病、衰老及心脏病等密切相关,运动训练可以预防动脉粥样硬化等血管类疾病的发生,也可以通过调控细胞自噬来预防与治疗心脏病、中风、糖尿病等疾病。现主要论述细胞自噬的涵义与分类,细胞自噬不同阶段的分子机制,以及运动训练通过调控细胞自噬相关基因调控骨骼肌、心肌和自噬相关疾病的分子机制,为使用科学的运动训练方式来提高机体功能及预防和治疗疾病提供了理论依据。     

MicroRNAs对骨骼肌胰岛素抵抗的调控及其机制

胰岛素抵抗是肥胖和2型糖尿病发生的共同病理生理机制。骨骼肌是胰岛素介导的葡萄糖摄取、代谢、利用的主要靶器官之一,是胰岛素抵抗发生最早和最重要的部位。研究表明,骨骼肌葡萄糖摄取障碍、胰岛素信号通路受损、线粒体生物合成受阻与骨骼肌胰岛素抵抗密切相关。当骨骼肌发生胰岛素抵抗时,多种microRNAs (miRNAs)表达上调(miR-106b,miR-23a,mi R-761,miR-135a,Let-7,miR-29a)或下调(miR-133a,miR-149,miR-1),它们参与对骨骼肌葡萄糖摄取、胰岛素信号通路及线粒体生物合成的调控,在骨骼肌胰岛素抵抗的发生与发展中发挥了重要作用。这些miRNAs可作为治疗骨骼肌胰岛素抵抗或糖尿病的潜在靶点。