长期离心运动联合推拿对大鼠骨骼肌恢复期干细胞PAX7的影响

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研究目的:骨骼肌损伤修复依托于肌肉干细胞(musclestemcells)即肌卫星细胞(musclesatellitecells,MSC)的自我更新,在其受损时肌卫星细胞激活并迅速迁移至受损部位参与修复,在此过程中Pax7对生肌调节因子家族(MRFs)进行调控,促使肌卫星细胞迁移、分化、增殖、重组从而完成整个自我更新过程。反复离心运动可诱发运动性骨骼肌损伤(Exercise-inducedmuscledamage,EIMD),而针对EIMD的治疗,中医推拿疗效肯定,但其是否通过肌卫星细胞自我更新促进骨骼肌损伤修复尚未证实。本研究围绕肌卫星细胞自我更新标志物——Pax7相关基因表达和蛋白水平的变化,观察推拿对骨骼肌自我更新的增强效应,探究干细胞Pax7在推拿促进EIMD修复的关键作用,以期为运动性骨骼肌损伤中推拿的治疗效应研究提供新的实验依据。研究方法:(1)实验对象与分组:8周龄雄性SD大鼠66只,随机分为:对照组(C组,n=6)、模型组(E组,n=30)、推拿组(ET组,n=30),其中E组和ET组根据推拿干预后不同恢复期分为0/1W/2W/3W/4W各5个亚组,共11个组别。(2)运动方案与建模:通过四周离心运动建立慢性EIMD大鼠模型,E组和ET组先进行5天适应性训练,第1-2天坡度0°,运动时间10min,速度16m/min;第3-4天坡度-5°,运动时间15min,速度16m/min;第5天坡度-10°,运动时间30min,速度16m/min,正式运动干预进行4周,第1周和第2周坡度-16°,运动时间60min,速度分别为16m/min和20m/min;第3-4周坡度-16°,运动时间90min,速度20m/min。(3)推拿干预:造模结束后即刻对ET组大鼠小腿三头肌施以按揉法,按揉法参数设定:频率120/min,单侧5min,双侧共10min,1次/天,6天/周,从正式运动第一天始,于运动结束后6h施以推拿手法操作。(4)取材与指标检测:对应不同恢复期,推拿后24h施以10%水合氯醛(3.5ml/kg)腹腔麻醉,腹主动脉取血,分离左右腓肠肌组织,急性分离细胞,制备切片和细胞爬片;HE染色观察肌纤维形态,ELISA法检测血液、肌肉组织中CK、CK-MM含量,q RT-PCR、Western blot分别检测肌组织Pax7的基因表达和蛋白水平,免疫荧光双染、激光共聚焦下观察Pax7表达。研究结果:(1)骨骼肌超微结构观察表明:(1)肌节形态:C组肌节结构整齐、Z线流畅、A带I带排列规则;E组Z线加宽、断裂,A带I带分界不清,排列紊乱;ET组肌节结构整齐,未见Z线流和Z线断裂;较恢复0周组,ET恢复4周组与C组肌节形态更为相似。(2)线粒体排布:C组线粒体完整且均匀分布于Z线两侧;E组肌膜下线粒体聚集,线粒体肿胀呈空泡状;ET组线粒体在肌膜两侧排列规则;与恢复0周组相比,ET恢复4周组线粒体保存完整排列整齐且与C组线粒体形态结构相似。(2)功能酶学检测结果表明:与C组相比,E组在造模结束(0周)和造模后1周、2周、3周和4周CK与CK-MM值均显著升高;与E组同一时相相比,ET组CK与CK-MM值均显著降低,且CK-MM值差异更为明显;在ET组0周—4周恢复期的不同时相中,CK-MM值随着恢复时间的延长而下降,CK值在恢复1周达到峰值并在1周之后随着恢复时间的增加而降低。(3)骨骼肌细胞Pax7荧光表达统计结果表明:与C组相比,E组四周离心运动后恢复期0周、1周、2周、3周组Pax7荧光表达均明显降低(P<0.05或P<0.01),恢复期4周组Pax7荧光表达虽有降低,但无显著性差异;恢复0周组虽显著低于C组(P<0.05),但1周至4周组均已恢复,与C组水平相比无显著差异,与E组同一时程相比,ET组Pax7荧光表达均有明显升高(P<0.05或P<0.01)研究结论:(1)推拿可明显改善骨骼肌超微结构损伤,有助于破坏后的肌节形态和线粒体结构及排布的恢复,从而加快EIMD的修复过程。(2)推拿干预可以下调EIMD中关键酶学指标CK、CK-MM值,对骨骼肌运动机能有一定保护作用。(3)推拿能显著上调肌肉干细胞Pax7相关基因表达和蛋白水平表达,推进Pax7作为肌肉干细胞关键标志因子增强骨骼肌自我更新进程。
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