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研究背景与目的:实践证明,航天飞行数日即可引起肌萎缩的发生,而在肌肉组织中力生长因子(MGF)能够促进卫星细胞的激活和增殖,从而达到防止肌萎缩的目的。由于失重条件下MGF表达情况和机械刺激下MGF表达调控机制不清楚,本文重点研究尾吊状态下大鼠比目鱼肌与趾长伸肌中MGF表达情况,并对MGF与肌养蛋白(Dystrophin)、M型钙调蛋白(M-cad)基因表达变化的相关性进行分析;同时观察尾吊状态下比目鱼肌Dystrophin蛋白分布,对肌萎缩发生的可能机制进行探讨;最后通过寻找IGF-I pre-mRNA序列中力敏感元件为MGF的力学表达调控机制的研究奠定实验基础。研究方法:本研究采用大鼠尾吊模拟失重效应模型,在尾吊1、4、7、10、14天后,通过实时定量PCR分析尾吊对比目鱼肌与趾长伸肌中MGF、Dystrophin与M-Cad mRNA表达水平的影响;采用荧光免疫组化方法观察尾吊大鼠比目鱼肌肌纤维横截面积变化和骨架结构蛋白Dystrophin分布变化,同时检测血清中骨骼肌损伤标志酶乳酸脱氢酶活性变化,判断失重条件下肌膜变化情况。最后,对稳定转染IGF-I选择性剪接载体的细胞进行流体剪切实验,试图从中寻找IGF-I基因内含子序列中对力敏感的作用元件,为MGF的力学表达调控研究提供实验依据和理论参考。结果显示:同对照相比1)尾吊过程中趾长伸肌中MGF表达变化不明显,而比目鱼肌中MGF在尾吊7天和14天出现显著性降低(P<0.05);2)在趾长伸肌中Dystrophin表达在尾吊1天有极显著性升高(P<0.01),尾吊4天有显著性升高(P<0.05),其余时间点与对照组相比均无显著性差异,而在比目鱼肌中尾吊第4天即开始出现显著性下降(P<0.01),并一直持续到尾吊14天;3)在比目鱼肌中M-Cad表达下降,而趾长伸肌中M-Cad表达变化不明显;4)尾吊7天和14天后,肌纤维的横截面积呈显著性下降,横截面积分别下降了27%(P<0.05)和52%(P<0.01);随着尾吊时间的延长,肌膜上Dystrophin呈现弥散性分布的趋势,在尾吊10、14天甚至有Dystrophin蛋白分布断裂的现象;在尾吊过程中血清LDH活性出现显著性升高(P<0.05);5)通过实时定量PCR检测分析,稳定转染含不同长度内含子序列的选择性剪接载体的细胞对流体剪切刺激的响应性不同,其中一种细胞株在流体剪切后所产生的外源性MGF表达升高,其余细胞株变化不明显。结论:以上结果表明1)尾吊导致比目鱼肌中MGF表达显著下降,而趾长伸肌中MGF变化不明显;2)尾吊导致Dystrophin、M-Cad与MGF表达存在相似的变化趋势;3)尾吊引起肌萎缩的同时LDH活性升高并伴随有骨架蛋白Dystrophin分布弥散性变化甚至分布断裂现象,表现出一定程度的肌膜紊乱甚至受损;4)通过流体剪切力实验发现选定的IGF-I载体序列中存在力敏感元件。