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本文从以下两部分进行了阐述: 第一部分 目的:肢体缺血后,肌卫星细胞(Myosatellite cells,SCs)通过成肌分化过程,参与修复损伤的骨骼肌。而缺血后的氧化应激反应是影响肌肉损伤和修复的主要因素,减少氧化应激反应可能成为缺血肢体治疗的重要策略。原花青素(Proanthocyanidins,PC)具有抗氧化和清除自由基的作用,在肌肉缺血损伤与修复中发挥着保护作用,但是原花青素的具体保护机制尚未阐明。微小RNAs(miRNAs)是一类小的非编码的单链核苷酸序列,主要与靶mRNA结合起负性调控作用。肌源性miRNAs与肌肉损伤后肌纤维的再生过程密切相关,而其是否参与原花青素对缺血骨骼肌的作用及具体机制尚不明确。因此本研究通过构建简单且稳定的后肢缺血(Hind limb ischemia,HLI)小鼠模型,探究原花青素对缺血肌肉的作用,筛选miRNAs的表达谱变化,研究差异表达miRNA的功能,初步探讨miRNAs在原花青素与下肢肌肉缺血过程中的作用。 方法:32只10-12周龄的雄性C57/BL6小鼠,随机平均分为4组。通过结扎不同位点,建立后肢缺血模型:1)双重结扎并离断左侧股动脉的起点和远端分叉处(移行为腘动脉和隐动脉),根据经典文献方法建立model-1,并作为对照组;2)只双重结扎并离断股动脉远端分叉处,参照文献建立model-2的模型方法;3)只双重结扎并离断旋髂浅动脉与股深动脉之间的股动脉,以建立新的model-3方法;4)结扎离断近端的旋髂浅动脉与股深动脉间的股动脉,和股动脉的远端分叉处。建立另一种新的model-4后肢缺血方法。通过激光多普勒仪评估术后缺血肢体的血流灌注恢复情况,并使用运动机能评分评估缺血肢体运动功能障碍的恢复情况。收集缺血侧腓肠肌进行石蜡包埋切片,然后进行苏木素-伊红(H&E)染色,计算再生肌纤维(中心核型)占所有肌纤维的比例,以评估缺血程度对骨骼肌再生的影响。使用石蜡切片再进行CD31的免疫荧光染色,用于评估缺血程度对新生血管的数量的影响。 结果:4种模型小鼠的缺血侧肢体的血流灌注水平,均在术后立即下降超过75%,且无明显差异。model-2和model-3的血流再灌注和缺血肢体运动功能的恢复速度,均明显快于model-1(P<0.05),但model-4和model-1间无明显差异。类似的,model-2和model-3的肌肉再生比例明显低于model-1(P<0.05),而model-2的新生血管比例明显少于model-1(P<0.01)。在再生肌纤维比例和血管新生比例方面,model-4与model-1无明显差异。 结论:Model-4的造模方法可得到类似于model-1的后肢缺血模型,而构建模型的难度相对简单。 第二部分 目的:肢体缺血后,肌卫星细胞(Myosatellite cells,SCs)通过成肌分化过程,参与修复损伤的骨骼肌。而缺血后的氧化应激反应是影响肌肉损伤和修复的主要因素,减少氧化应激反应可能成为缺血肢体治疗的重要策略。原花青素(Proanthocyanidins,PC)具有抗氧化和清除自由基的作用,在肌肉缺血损伤与修复中发挥着保护作用,但是原花青素的具体保护机制尚未阐明。微小RNAs(miRNAs)是一类小的非编码的单链核苷酸序列,主要与靶mRNA结合起负性调控作用。肌源性miRNAs与肌肉损伤后肌纤维的再生过程密切相关,而其是否参与原花青素对缺血骨骼肌的作用及具体机制尚不明确。因此本研究通过构建简单且稳定的后肢缺血(Hind limb ischemia,HLI)小鼠模型,探究原花青素对缺血肌肉的作用,筛选miRNAs的表达谱变化,研究差异表达miRNA的功能,初步探讨miRNAs在原花青素与下肢肌肉缺血过程中的作用。 方法:通过对不同模型方法的研究,model-1的HLI模型使用广泛且重复性良好,故选为本部分实验模型方法:取36只C57/BL6雄性小鼠构建左后肢缺血小鼠模型后,随机分为3个组:对照组(H2O)、低浓度原花青素(low dose PC,LDPC)组(1mg/kg)和高浓度原花青素(high dose PC,HDPC)组(20mg/kg)。进行激光多普勒扫描,并记录缺血肢体的运动评分。在术后第7天和21天采集后腔静脉血浆和缺血侧腓肠肌(Gastrocnemius muscle,GC)。将血浆和缺血腓肠肌通过硫代巴比妥酸(TBARS)法测定脂质氧化的终产物丙二醛(MDA)的含量;腓肠肌H&E染色后显微镜计数再生肌纤维占所有肌纤维的比例。取造模术后第7天的对照组和高浓度组的小鼠缺血侧腓肠肌,基因芯片检测miRNAs的表达谱;然后进行实时荧光定量聚合酶链式反应(RT-qPCR)检测mmu-miR-133b-3p的表达变化。通过TargetScan和miRanda两个miRNA靶基因预测数据库,通过寻找共同交集的方法,找到mmu-miR-133b-3p的预测靶基因集合。对该集合进行Gene Ontology和KEGG pathway分析,并纳入STRING分析蛋白间的相互作用,排除无联系的靶蛋白。最后蛋白质免疫印迹法(Western blot)测定转录因子Pax7(Paired-box7)、成肌分化抗原D(MyoD)、丝裂原活化蛋白激酶磷酸酶1(MKP1)、P38-MAPK和磷酸化P38-MAPK的表达变化(以GAPDH为内参蛋白)。 结果:高浓度PC组的缺血肢体运动机能恢复速度明显快于对照组和低浓度组(P<0.05),低浓度组和对照组无显著差别。高浓度PC组血浆和肌肉MDA含量在7天时与另两组相比均明显降低(P<0.05),21天时三组间并无统计学差异。缺血肌肉的再生肌纤维比例在7天和21天时均明显高于另外两组(P<0.05)。通过基因芯片筛选出8个差异表达的miRNAs,其中mmu-miR-133b-3p表达差异大,且丰度高。相对于对照组,高浓度组的缺血腓肠肌中miR-133b-3p表达上调,而PPP2CA、PPP2CB和MKP1可能是miR-133b的靶基因。Western印迹检测发现,Pax7和MKP1表达下调,MyoD和p-P38-MAPK的表达升高,差异均具有统计学意义(P<0.05)。 结论:1)原花青素可降低肢体缺血后的氧化应激水平,并促进肌纤维的再生;2)原花青素在促进肌纤维再生过程中,可能通过促进miR-133b-3p的表达,经MKP1/P38-MAPK信号通路轴发挥调控作用。