衰老性骨骼肌萎缩的研究进展及中医探讨

如何延缓衰老是人们永远的研究内容,目前越来越多的研究表明衰老进程中出现的骨骼肌萎缩,对于老年人的健康及生活质量有着重要的作用。探讨分析衰老性肌萎缩的机制,寻求缓解甚至逆转其发生的方法,研究并重新定义肌肉在人体中的作用,对于我们延缓衰老、认识生命具有重要的意义。

针刺脾俞对衰老大鼠腰骨骼肌萎缩Akt/NF-κB信号通路的影响

目的观察针刺脾俞对衰老大鼠Akt/NF-κB信号通路的影响,探讨针刺脾俞改善骨骼肌萎缩以防治腰痛的可能机制。方法将32只雄性SD大鼠随机分为空白组、模型组、针刺组、阳性药物组,每组8只。空白组大鼠每日项背部皮下注射0.9%生理盐水[300 mg/(kg·d)],其余3组大鼠每日项背部皮下注射等量的D-半乳糖,连续12周。第9周开始,针刺组取双侧脾俞进行针刺,阳性药物组采用混合氨基酸灌胃,连续4周。用HE染色对骨骼肌组织形态进行观察,TdT-mediated dUTP nick-end labeling(TUNEL)法检测骨骼肌细胞凋亡情况,ELISA检测IL-1β、IL-6T、NF-α释放量,Western Blot检测Akt、p-Akt、NF-κB、p-NF-κB的蛋白表达水平。结果与空白组比较,模型组骨骼肌细胞间隙变宽,部分肌细胞圆形化,肌细胞凋亡数量增多,炎性因子IL-1β、IL-6T、NF-α水平显著上升(P<0.001、P<0.01和P<0.05),p-Akt、NF-κB、p-NF-κB蛋白表达水平升高(P<0.001);与模型组比较,针刺组和阳性药物组,肌间隙窄,肌细胞排列更紧密,凋亡数量减少,炎性因子IL-1β、IL-6T、NF-α水平下降(P<0.01、P<0.01和P<0.05),p-Akt、NF-κB、p-NF-κB蛋白表达水平下调(P<0.001)。结论针刺脾俞可改善D-半乳糖诱导的骨骼肌衰老,并通过抑制Akt/NF-κB信号通路,降低炎症反应,减少骨骼肌细胞凋亡,这可能是针刺脾俞治疗腰痛的潜在作用机制之一。

microRNAs在衰老性骨骼肌萎缩中的作用

衰老性骨骼肌萎缩是随年龄增长出现的一种肌肉质量降低和力量下降的症状,已成为严重影响老年人健康及生活质量的重要因素。目前,衰老性骨骼肌萎缩的主要机制包括:机体免疫系统机能下降引起骨骼肌中大量炎症因子的释放与堆积,肌肉中卫星细胞增殖与分化能力减弱以及肌肉蛋白质合成及降解的平衡出现紊乱所引发的肌肉稳态的破坏等。microRNAs作为新型的调节因子,在骨骼肌中不仅参与调控众多细胞因子,且与肌肉蛋白质的代谢、线粒体自噬作用有关。在肌肉衰老过程中,miR-1与miR-133、miR-486、miR-27等分别通过IGF-1(insulin-likegrowthfactor-1)/Akt(proteinkinase B)、FoxO1(forkhead box transcription factor O1)以及MSTN(myostatin)等信号通路中靶点基因的调控发挥重要作用。同时,运动通过调控microRNAs促进肌肉蛋白质及线粒体生物合成相关基因的表达,可改善衰老性骨骼肌萎缩。本文对microRNAs参与调控的靶点基因和信号通路进行综述,为深入探讨衰老性骨骼肌萎缩发生的分子机制及预防提供理论基础。

同期有氧与抗阻训练对老年小鼠快缩型骨骼肌蛋白质合成的影响

目的:观察同期有氧与抗阻训练对老年小鼠快缩型骨骼肌蛋白质合成的影响并探讨其潜在机制。方法:16月龄C57BL/6小鼠根据体重随机纳入衰老对照与运动干预组,3月龄同品系小鼠作为青年对照组,每组8只。运动干预组每周一、三、五以自体重3%负荷进行45分钟耐力训练,每周二、四、六以自体重40%~50%负荷进行力量训练,共计8周。末次训练24小时后处死全部小鼠取样。采用苏木精伊红染色切片观察肌纤维横截面积与直径;Bradford法进行蛋白定量;嘌呤霉素表面标记翻译法检测蛋白质合成率;网屏悬吊时间评价协调性;后肢抓握力评价肌肉力量;力竭游泳时间评价运动耐力;免疫印迹法检测哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTORSer2448)、p70核糖体蛋白S6激酶(p70S6K^(Thr389))、真核翻译起始因子4E结合蛋白1(4E-BP1^(Thr37/46))磷酸化表达及Ⅱb型肌球蛋白重链(MHCⅡb)的蛋白表达。结果:衰老对照组与运动干预组小鼠骨骼肌纤维横截面积、直径、蛋白质含量、蛋白质合成率、蛋白质合成调控相关蛋白表达、肌肉力量与运动耐力均显著低于青年对照组。运动干预组蛋白质含量、蛋白质合成率、骨骼肌横截面积与直径、网屏悬吊时间、抓握肌力及力竭游泳能力均显著高于衰老对照组,mTORSer2448、p70S6K^(Thr389)、4E-BP1^(Thr37/46)磷酸化表达与MHCⅡb蛋白表达较衰老对照组亦显著上调。结论:同期运动训练可以促进老年小鼠快缩型骨骼肌蛋白质合成和肌肉肥大,增强其肌肉力量与运动耐力,具有改善衰老性骨骼肌萎缩的潜力,其机制可能涉及快缩型骨骼肌内mTOR/p70S6K/4E-BP1信号通路的活化。

亮氨酰-tRNA合成酶在调控衰老骨骼肌蛋白质合成中的作用与机制

蛋白质代谢平衡紊乱是诱发骨骼肌萎缩的根本原因,蛋白质合成减少则直接导致衰老性骨骼肌萎缩的发生与发展。亮氨酰-tRNA合成酶(leucyl-tRNA synthetase, LeuRS)的经典功能是催化亮氨酸与其同工tRNA之间连接形成氨基酰,在生物体内遗传解码过程中具有重要作用。随着近年对LeuRS蛋白研究的深入,人们认为其可能通过行使非经典功能而在衰老骨骼肌蛋白质代谢稳态调节中发挥关键作用。本文综述了氨基酰-tRNA合成酶和LeuRS的结构与生物学特性,并重点对LeuRS作为细胞内亮氨酸传感器调控衰老骨骼肌细胞蛋白质合成的研究进展进行总结,分析了LeuRS响应运动与氨基酸摄入等合成代谢刺激,活化哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物1 (mammalian target of rapamycin complex 1, mTORC1)信号转导通路的作用机制,以期为衰老性骨骼肌萎缩的预防和诊治提供新的思路。