论文部分内容阅读
目的 骨骼肌萎缩是慢性肾脏病(CKD)的常见并发症,可引起终末期肾病发病率和死亡率增加,因此探讨CKD患者骨骼肌萎缩的发病机制、寻找可能的干预措施具有重要的临床意义。我们以往的研究提示CKD的骨骼肌萎缩发病中自噬占有重要地位,胰岛素样生长因子1(IGF-1)抵抗可能参与了骨骼肌自噬的活化。此外,新近研究提示CKD不仅引起自噬的活跃,还导致自噬体清除障碍,导致骨骼肌异常线粒体清除障碍,也可能是CKD骨骼肌萎缩的重要原因。本研究拟通过研究CKD状态下血液及骨骼肌IGF-1轴的变化,探讨其在CKD骨骼肌自噬和肌萎缩中的机制;通过动物实验观察低优蛋白饮食联合α酮酸干预对CKD骨骼肌IGF-轴和自噬的作用,探讨其改善CKD骨骼肌萎缩的作用机制;并初步观察Mitsugumin 53(MG53)对骨骼肌细胞线粒体自噬的调控,探讨其在CKD骨骼肌萎缩防治中的应用价值。方法 通过临床横断面研究观察CKD患者血液中游离IGF-1、胰岛素样生长因子结合蛋白3(IGFBP-3)的水平,分析其影响因素,探讨CKD对循环IGF-1和IGFBP-3的影响。然后构建5/6肾切除大鼠CKD动物模型,观察骨骼肌局部IGF-1的表达,及其对IGF-1信号通路和骨骼肌自噬的影响,并给予低优蛋白饮食联合α酮酸干预,观察其对骨骼肌IGF-1表达、IGF-1细胞内信号转导通路以及骨骼肌自噬的影响。观察5/6肾切除大鼠骨骼肌Ambra1和MG53的表达变化,并通过体外实验初步观察MG53对C2C12成肌细胞线粒体自噬流的影响。结果 临床横断面研究显示,尚未进入透析治疗的CKD 1-5期成年患者的血清游离IGF-1水平随着估算肾小球滤过率(eGFR)的变化无显著升高或降低,以年龄为控制变量的偏相关分析显示,IGF-1水平与eGFR负相关(r=-0.147,P=0.023),以性别和年龄为控制变量,则IGF-1与eGFR无相关性;经多元线性回归分析结果显示性别和年龄是影响血清游离IGF-1水平的独立影响因素。经以性别和年龄为控制变量的偏相关分析显示血清IGFBP-3与eGFR水平呈负相关,经多元线性回归分析结果显示年龄、eGFR、血清胆固醇水平及尿蛋白定量是CKD患者血清IGFBP-3水平的独立影响因素。动物实验显示,CKD大鼠骨骼肌IGF-1 mRNA和蛋白表达减少,可能通过损伤胰岛素样生长因子-1受体(IGF-1R)自身磷酸化影响其活性,继而引起丝氨酸苏氨酸蛋白激酶(Akt)磷酸化障碍,进一步促进叉头框蛋白O(FoxOs)活化,促进骨骼肌自噬标志物的表达和自噬体的形成。给予低优蛋白饮食联合α酮酸干预后,骨骼肌IGF-1 mRNA和蛋白表达明显增加,IGF-1R-Akt磷酸化障碍改善,通过降低FoxO1/3活性进一步降低骨骼肌自噬水平,从而改善骨骼肌萎缩。CKD大鼠骨骼肌表达Ambra1和MG53明显减少,可能通过引起线粒体自噬流异常而导致功能异常的线粒体清除障碍,进一步加重肌肉萎缩。而体外实验显示MG53过表达可以促进C2C12细胞Ambra1的表达及线粒体自噬,推测通过MG53干预恢复自噬流,可能有助清除异常线粒体从而缓解肌萎缩。结论 CKD对血清游离IGF-1水平无显著影响,骨骼肌局部IGF-1的自分泌或旁分泌作用可能在CKD骨骼肌萎缩中占更重要的地位。CKD抑制骨骼肌合成IGF-1,通过IGF-1-IGF-1R-PI3K/Akt-FoxOs信号通路促进骨骼肌自噬,参与CKD的骨骼肌萎缩。低优蛋白饮食联合α酮酸干预可改善CKD大鼠骨骼肌IGF-1的表达、降低骨骼肌自噬水平,可能是其改善骨骼肌萎缩的重要机制。此外,CKD导致骨骼肌线粒体清除障碍,可能与抑制了Ambra1表达有关。体外实验显示MG53过表达可以促进C2C12细胞Ambra1的表达,恢复线粒体自噬流。MG53能否有助清除异常线粒体从而缓解CKD引起的肌萎缩需要进一步研究探索。