PGC-1α在失重性肌萎缩中的作用及其机制研究

摘要

研究目的：PGC-1α已被发现能抵抗多种类型的肌萎缩，但在中长期航天飞行中导致的失重性肌萎缩中的作用尚未见报道。故本课题拟研究在骨骼肌中过表达PGC-1α对小鼠失重性肌萎缩产生的影响及机制。
　　研究方法：以骨骼肌中特异性过表达PGC-1α小鼠（MCK-PGC-1α）与其同窝野生型小鼠（WT）为实验对象，尾吊14天诱导失重性萎缩，分析尾吊过程中小鼠后肢背侧肌肉中PGC-1αmRNA和蛋白的表达变化；对比分析PGC-1α过表达对失重性肌萎缩中骨骼肌肌纤维横截面积、肌纤维类型转化及肌萎缩相关基因和蛋白表达的变化，探讨PGC-1α在失重性肌萎缩中的作用及分子机制。
　　研究结果：①14天尾吊中，C57/BL6小鼠的体重、后肢背侧肌重及PGC-1αmRNA显著下降（P<0.01)。尾悬吊14天后PGC-1α蛋白表达显著下降（P<0.01)。
　　②14天尾吊后，WT和MCK-PGC-1α小鼠后肢背侧肌重显著降低，MCK-PGC-1α小鼠腓肠肌和比目鱼肌重量的丢失程度明显低于WT小鼠（P<0.05）。
　　③尾吊14天后，MCK-PGC-1α小鼠比目鱼肌的肌纤维横截面积明显高于WT小鼠（P<0.05）。且MCK-PGC-1α小鼠显著抑制了尾悬吊诱导的比目鱼肌中慢肌纤维向快肌纤维的转变及慢肌纤维的萎缩。
　　④尾吊14天后，WT小鼠TroponinI-SS蛋白含量显著下降而TroponinI-FS蛋白含量显著上升（P<0.001），这种蛋白变化趋势在MCK-PGC-1α小鼠受到显著抑制（P<0.001）。
　　⑤尾吊期间Atrogin1 mRNA表达显著上升（P<0.01），骨骼肌中过表达PGC-1α能显著抑制该萎缩基因的表达（P<0.01）。尾吊14天后WT小鼠腓肠肌和比目鱼肌中Atrogin1蛋白含量显著上升（P<0.001），但转基因小鼠中该蛋白含量较WT小鼠显著降低（P<0.001）。
　　研究结论：本研究验证了PGC-1α有效抵抗失重性肌萎缩的形成，并对抗该过程中发生的骨骼肌慢肌纤维向快肌纤维的转化和Atrogin1/MAFbx表达的升高。这为进一步研究失重性肌萎缩的发生机制和防治提供了重要的实验基础。

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1 前言

2 文献综述

2.1 PGC-1α及其家族成员

2.2 PGC-1α在骨骼肌生长发育中的作用

2.2.1 PGC-1α在骨骼肌中的表达

2.2.2 PGC-1α与骨骼肌胰岛素抵抗

2.2.3糖尿病时骨骼肌中PGC-1α的表达

2.2.4 研究PGC-1α在骨骼肌中的功能的动物模型

2.3 PGC-1α与骨骼肌可塑性变化的研究

2.3.1 PGC-1α对骨骼肌纤维类型转化的影响

2.3.2 PGC-1α与肌萎缩

2.4 PGC-1α在骨骼肌中作用的机制研究

2.4.1 分子机制

2.4.2 PGC-1α的调节

3 研究材料与方法

3.1 实验材料

3.1.1主要仪器：

3.1.2 主要试剂：

3.1.3 实验动物：

3.2 实验方法

3.2.1 动物模型及样品准备

3.2.2. RNA提取、检测及定量

3.2.3 反转录

3.2.4 引物设计

3.2.5 Realtime-PCR反应

3.2.6蛋白质提取

3.2.7 Western blotting

3.2.8基因组DNA的提取及基因型鉴定

3.2.9 冰冻切片的制备

3.2.10组织免疫荧光

3.2.11 统计学分析

4 分析与讨论

4.1 PGC-1α与失重性肌萎缩形成的相关性研究

4.1.1实验结果

4.1.2讨论

4.2 骨骼肌中特异性过表达PGC-1α对失重性肌萎缩形成的影响

4.2.1实验结果

4.2.2讨论

4.3 PGC-1α调控失重性肌萎缩形成的分子机制研究

4.3.1 实验结果

4.3.2讨论

5结论与建议

5.1 结论

5.2 建议

致谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果