体育科学

作者：蔡梦昕,齐文溥,徐祖杰,田振军,

关键词：内质网应激,硫氧还蛋白1,骨骼肌,心肌梗死,有氧运动,

目的:探讨运动调节硫氧还蛋白1(thioredoxin,Trx1)表达改善心肌梗死(心梗,myocardial infarction,MI)诱导的骨骼肌氧化应激和内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS),抑制骨骼肌细胞凋亡,改善骨骼肌质量减少的可能机制,为研究运动改善心衰诱导骨骼肌萎缩的病理分子机制及筛选相关治疗靶点提供实验依据。方法:3月龄C57B6L小鼠,随机分为假手术组(Sham)、心梗组(MI)和心梗运动组(ME),每组8只。MI和ME组小鼠结扎左冠状动脉前降支建立心梗模型,Sham组小鼠只开胸不结扎,作为对照。ME组小鼠进行6周有氧运动训练。训练结束后,检测胫骨前肌相对质量、肌细胞横截面积、活性氧(reactive oxygen species,ROS)水平和抗氧化能力,检测肌组织肌肉环指蛋白1(muscle ring finger-1,MuRF1)、肌萎缩盒F因子(muscle atrophy F-box,MAFbx)、Trx1、硫氧还蛋白互作蛋白(thioredoxin interacting protein)和ERS相关蛋白表达及细胞凋亡现象。H2O2处理C2C12细胞,进行Trx1重组蛋白(TXN)或/和Trx1抑制剂(PX-12)干预,检测ERS相关蛋白表达和细胞凋亡水平。结果:与Sham组相比,MI组小鼠胫骨前肌肌肉相对质量和细胞横截面积显著下降(P<0.01),ROS和丙二醛(Malondialdehyde,MDA)水平显著升高(P<0.01),超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性显著降低(P<0.01),MuRF1、MAFbx、TXNIP、ASK1、GRP78、磷酸化IRE1α、ATF6、CHOP、cleaved Caspase12(c-Casp-12)和JNK蛋白表达均升高(P<0.05,P<0.01),Trx1蛋白表达和Bcl-2/Bax比值显著降低(P<0.01),TUNEL阳性细胞显著增加(P<0.01);与MI组相比,运动显著增加心梗小鼠肌肉相对质量(P<0.01)和细胞横截面积(P<0.05),降低ROS和MDA水平(P<0.05),提升SOD活性(P<0.01),下调MuRF1、MAFbx、TXNIP、ASK1、磷酸化IRE1α、ATF6、ATF4、CHOP和c-Casp-12蛋白表达(P<0.05,P<0.01),上调Trx1和GRP78蛋白表达(P<0.01),降低骨骼肌细胞凋亡现象(P <0.05)。正常细胞PX-12或TXN干预可显著上调ATF6、GRP78和c-Casp-12蛋白表达(P<0.01);H2O2可显著增加C2C12成肌细胞TXNIP、ATF6、GRP78、CHOP和c-Casp-12蛋白表达和细胞凋亡水平(P<0.01);TXN干预可降低H2O2处理细胞中ATF6、GRP78和CHOP蛋白表达和细胞凋亡水平(P<0.01),PX-12干预显著增加H2O2处理细胞凋亡水平(P<0.01),降低TXN的有效保护效应。结论:有氧运动可遏制心梗诱导的骨骼肌质量减少现象,其机制可能与降低蛋白降解,上调Trx1表达改善ERS水平抑制细胞凋亡有关。Trx1改善ERS水平可能是其抑制细胞凋亡的途径之一。

来源：2020年第11期

《体育科学》期刊编辑部

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