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目的:我们先前的研究发现calpain系统可能参与了冬眠达乌尔黄鼠(spermophilus dauricus)比目鱼肌(典型的慢肌,SOL)的抗废用性肌萎缩机制。本研究,我们探究了达乌尔黄鼠中四种不同的快肌(外侧腓肠肌,大收肌,跖肌和趾长伸肌)中calpain依赖的抗废用性肌萎缩机制。方法:蛋白质印迹用于检测MuRF1,calpastatin,calpain 1,calpain 2,desmin,troponin T和C的蛋白表达,免疫荧光检测肌纤维横截面积(CSA)和纤维类型分布,实时定量PCR检测atrogin-1和calpain 2的mRNA的表达。夏季活跃组(SA),冬眠前组(PRE),冬眠期中组(HIB),阵间觉醒组(IBA)和出眠组(POST)的外侧腓肠肌(LG),大收肌(AM),跖肌(PL)和趾长伸肌(EDL)用于本研究。结果:根据肌重,肌纤维横截面积以及肌萎缩因子(MuRF1和atrogin-1)的检测结果表明,外侧腓肠肌,大收肌和跖肌发生了不同程度的肌萎缩,萎缩程度为外侧腓肠肌>大收肌>跖肌,趾长伸肌未发生显著的肌萎缩。并且,四种快肌在冬眠中期均发生了快肌纤维向慢肌纤维的转化。机制检测的结果表明,在外侧腓肠肌中,与夏季组相比,calpain的内源性抑制剂calpastatin的蛋白表达在整个冬眠期显著下降,calpain 1和2显著升高,calpains下游底物desmin和titin显著降解;在大收肌中,冬眠过程中calpastatin的蛋白表达水平低于calpain 1和2的蛋白表达水平,calpain下游底物包括desmin,troponin T(TnT)和titin降解增加;在跖肌中,与夏季组相比,冬眠中期和阵间觉醒期calpastatin显著降低,calpain 1和2显著升高,calpain下游底物desmin和TnT显著降解;我们的结果表明,冬眠过程中calpain的高表达可能是其下游底物显著降解的重要原因之一。与之不同地,在趾长伸肌中,与夏季组相比,calpastatin在冬眠中期和阵间觉醒期显著升高,而calpains无显著变化,calpain下游底物desmin和titin在冬眠期维持,TnT在冬眠中期和阵间觉醒期显著升高。冬眠过程中calpain的维持可能是其下游底物在冬眠期未发生显著降解的重要机制之一。结论:以上研究结果表明,冬眠期calpain的抑制剂calpastatin的降低,以及calpain 1和2的高表达可能是外侧腓肠肌,大收肌和跖肌在冬眠期肌重丢失的重要机制之一。Calpastatin的高表达抑制了calpain的活性可能是趾长伸肌维持肌肉质量的重要机制之一。Calpain系统的差异性激活以及对下游底物的选择性降解参与了黄鼠冬眠不同快肌的抗废用性肌萎缩机制。