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目的:建立慢性大鼠低O2高CO2模型,大鼠予以电刺激,观察慢性低O2高CO2及神经肌肉电刺激对大鼠骨骼肌中与miR-486相关的PTEN/AKT/Fox01信号通路的影响,探讨电刺激是否能通过miR-486调节PTEN/AKT/ Fox01信号通路而对慢性低O2高CO2诱导的大鼠骨骼肌萎缩产生保护作用。 方法:随机数字表法将32只SPF级雄性SD大鼠分为4组,正常对照组(NC),低O2高CO2组(HH),低O2高CO2+捆绑组(HB)和低O2高CO2+捆绑电刺激组(HE),每组8只。HH、HB、HE组置于常压低O2高CO2养舱内,维持舱内O2浓度为9%~11%,CO2浓度为5.5%~6.5%, NC组置于对照舱内吸入常压空气,其他条件相同,每天造模8h,每周7天,持续4周。其余时间四组大鼠置于正常环境中饲养(室温20~23℃,相对湿度50%~70%)。第3、4周每日舱内造模后,HE组双下肢腓肠肌捆绑后予以30min、100Hz电刺激,HB组仅捆绑30min。4周造模结束后全部大鼠麻醉状态下取腓肠肌组织,后处死,石蜡包埋切片后苏木精-伊红(HE)染色观测并计算各组肌纤维横截面积,实时荧光定量PCR检测各组大鼠腓肠肌中miR-486表达,免疫组织化学检测各组大鼠腓肠肌中PTEN、p-Akt、Fox01蛋白的表达及分布,蛋白质印迹法(Western blot法)检测各组大鼠腓肠肌中PTEN、p-Akt、Akt、Fox01、atrogin-1和MuRF1蛋白的表达量。 结果: (1) HE染色结果显示,与NC组相比,HH组肌纤维横截面积(CSA)明显减小,差异显著(P<0.05);与HH组比,HE组CSA明显增大,差异显著(P<0.05); HH组与HB组比较无统计学差异。 (2)实时荧光定量PCR显示与NC组相比,HH组骨骼肌miR-486表达明显增多,差异有统计学意义(P<0.05);与HH组相比,HE组miR-486表达量明显减少,差异有统计学意义(P<0.05);HH组与HB组比较无统计学差异。 (3)免疫组化显示PTEN主要分布于胞浆,Fox01主要分布于胞核,p-Akt分布于胞核及胞浆,与NC组相比,HH组骨骼肌中PTEN和Fox01蛋白阳性染色均明显增多,而p-Akt阳性染色明显减少;与HH组比,HE组PTEN和Fox01蛋白阳性染色均明显减少,而p-Akt阳性染色明显增多;HH组与HB组比较三者均无明显差异。 (4) Western blot显示与NC组相比,HH组骨骼肌中PTEN、Fox01、atrogin-1和MuRF1蛋白表达均增多,Akt和p-Akt蛋白表达均减少,差异均具有统计学意义(P<0.05);与HH组比,HE组PTEN、Fox01、atrogin-1和MuRF1蛋白表达均减少,Akt和p-Akt蛋白表达均增多,差异均具有统计学意义(P<0.05);HH组与HB组比较均无统计学差异。 结论: (1)慢性低O2高CO2可以引起实验大鼠骨骼肌的萎缩。 (2)电刺激可以改善慢性低O2高CO2模型大鼠的骨骼肌萎缩。 (3) miR-486相关的PTEN/AKT/ Fox01信号通路不仅参与了慢性低O2高CO2大鼠骨骼肌的萎缩,而且电刺激也通过该通路对慢性低O2高CO2诱导的骨骼肌萎缩产生保护作用。