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肌纤维类型组成是影响肉品质的重要因素之一,并受营养的调控。精氨酸(Arginine,Arg)被证实影响猪肉品质,且与肌纤维类型转化之间可能存在一定的关系。因此,为考察Arg对骨骼肌肌纤维类型转化的影响及其作用机制,本试验首先以小鼠为研究对象,通过体内试验探讨Arg对小鼠骨骼肌肌纤维类型转化的影响,并初步揭示其可能的影响机制。在此基础上,以C2C12细胞为研究对象,探讨Arg对肌纤维类型转化的影响。随后采用特异性抑制剂以及si RNA处理分别下调Sirt1和AMPK信号通路,探讨Arg影响肌纤维类型转化的作用机制。主要研究内容及结果如下:试验一:Arg对小鼠骨骼肌肌纤维类型转化的影响本试验以昆明小鼠为研究对象,探讨日粮添加Arg对小鼠骨骼肌肌纤维类型转化的影响。选取48只21日龄体重相近、健康的雄性昆明小鼠,随机分为4组,每组12只小鼠。分别在基础日粮中添加0%、0.25%、0.5%和1%的Arg,试验期42 d。分离小鼠胫骨前肌(TA)和比目鱼肌(SOL),采用荧光定量PCR和Western blot检测肌纤维类型相关基因的表达以及能量代谢相关酶活性。Western blot结果表明,日粮添加Arg显著增加小鼠骨骼肌slow-My HC、磷酸化AMPK、磷酸化LKB1的蛋白表达,显著抑制fast-My HC的蛋白表达。实时荧光定量结果发现,与对照组相比,日粮添加0.5%Arg显著增加小鼠骨骼肌中My HC I、My HC IIa、Tnnc1、Tnni1、Tnnt1、AMPKα2、Sirt1、PGC-1α和MEF2C等基因的m RNA表达,显著降低My HC IIb基因的m RNA表达。同时显著增加骨骼肌中琥珀酸脱氢酶(SDH)和苹果酸脱氢酶(MDH)活性,显著降低乳酸脱氢酶(LDH)活性。此外,显著增加了肌肉中总抗氧化能力(T-AOC)、总超氧化物歧化酶(T-SOD)和谷胱甘肽过氧化氢酶(GSH-Px)的活力,显著降低了肌肉中丙二醛(MDA)的含量。这些结果揭示,Arg能促进骨骼肌肌纤维由快肌向慢肌转化,且该影响可能受Sirt1-和AMPK-依赖的信号通路介导。试验二:Arg通过Sirt1/AMPK信号通路影响骨骼肌肌纤维类型的转化通过在C2C12细胞中添加Arg探讨其对肌纤维类型转化的影响。在此基础上,进一步采用特异性抑制剂以及si RNA处理分别下调Sirt1和AMPK信号通路探讨Arg影响肌纤维类型转化的可能机制。结果表明,100μg/m L Arg促进慢肌纤维表达,降低快肌纤维表达,且磷酸化AMPK、Sirt1、PGC-1α的蛋白表达以及一氧化氮酶(NOS)活性和一氧化氮(NO)含量显著上调。进一步通过添加Arg的同时采用AMPK的特异性抑制剂Compound C和AMPK-si RNA抑制AMPK活性发现,Arg促进快肌纤维向慢肌纤维转化的现象得到显著抑制。而通过添加Arg的同时采用Sirt1的抑制剂EX527抑制Sirt1活性发现,Arg促进快肌纤维向慢肌纤维转化的现象得到显著抑制,且Arg激活AMPK信号通路受Sirt1介导。综上所述,本研究采用体内体外试验证实Arg能促进肌纤维类型由快肌向慢肌转化,且该效应受Sirt1/AMPK信号通路介导。