Calpain介導(dǎo)萎縮比目魚肌強(qiáng)直收縮損傷.pdf

1、隨著“神舟七號”載人航天飛行的順利完成，我國空間載人技術(shù)已發(fā)展到新的歷史階段，今后，我國航天員還會在太空進(jìn)行長時間停留完成各項作業(yè)。微重力環(huán)境下，骨骼肌發(fā)生萎縮，肌纖維功能下降，對航天員各項操作活動產(chǎn)生不良影響。重返地面后，抗重力骨骼肌萎縮現(xiàn)象不能立刻緩解，嚴(yán)重影響地面活動功能。Calpain可能是導(dǎo)致肌纖維萎縮的關(guān)鍵分子。研究微重力環(huán)境下Calpain的變化規(guī)律對于防治肌纖維萎縮有重要的現(xiàn)實意義。同時，航天員重返地面后，不當(dāng)?shù)倪\動模式

2、可能導(dǎo)致萎縮骨骼肌損傷，因此探討強(qiáng)直收縮對Calpain的影響，對制定萎縮骨骼肌恢復(fù)期運動方案非常重要。
　　本研究采用整體實驗與比目魚肌(SOL)離體實驗相結(jié)合的方法，觀察了萎縮SOL電子顯微鏡下的形態(tài)變化規(guī)律。通過WesternBlot和CaseinZymography檢測方法，探討了不同條件下，Calpains的表達(dá)和活性的改變。同時，又通過離體肌條灌流技術(shù)從功能上進(jìn)一步研究了不同條件下，肌條強(qiáng)直收縮功能的變化。此外，本實驗

3、還對萎縮肌纖維內(nèi)Ca2+水平進(jìn)行了初步的研究。主要實驗結(jié)果如下：
　　1.萎縮SOL超微結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律采用尾部懸吊大鼠模型模擬失重，研究不同時間點SOL超微結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律：懸吊2wk后SOL肌原纖維排列規(guī)則，直徑變細(xì)，Z線流明顯；4wk后萎縮更加顯著，甚至出現(xiàn)肌纖維的少量溶解。懸吊4wk后，大鼠強(qiáng)迫運動后，SOL超微結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重，肌原纖維排列錯亂，Z線縱向排列不規(guī)則，甚至斷裂消失。大鼠強(qiáng)迫運動同時給予Calpain抑制劑PD150

4、606干預(yù)，超微結(jié)構(gòu)可明顯改善。
　　2.萎縮SOL靜息鈣離子濃度增高激光共聚焦顯微鏡觀察SOL單纖維靜息鈣熒光強(qiáng)度，發(fā)現(xiàn)萎縮組顯著高于對照組，且萎縮組對Caffeine的敏感性更高，易造成肌纖維內(nèi)Ca2+濃度的升高。
　　3.重復(fù)疲勞性強(qiáng)直收縮導(dǎo)致SOL內(nèi)Calpain1活性增強(qiáng)SOL中Calpain1與2表達(dá)量隨懸吊時間的延長而逐漸增多，同時，Calpain1活性也逐漸增高，共同導(dǎo)致肌萎縮的產(chǎn)生和加重。離體肌條重復(fù)強(qiáng)直收

5、縮對Calpain1與2的表達(dá)量未產(chǎn)生顯著影響，但可增加Calpain1活性；懸吊4wk后，重復(fù)強(qiáng)直收縮使Calpain1活性增高的更加明顯，抑制劑PD150606顯著降低Calpain1活性。
　　4.重復(fù)疲勞性強(qiáng)直收縮導(dǎo)致Desmin降解Westernblot檢測結(jié)果顯示：懸吊組Desmin較對照組降解明顯。重復(fù)強(qiáng)直收縮后，Desmin降解增加，懸吊組降解增加顯著，抑制劑PD150606可降低Desmin的降解。
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6、.Calpain對肌條功能的影響采用Caffeine和H2O2可使內(nèi)源性的Ca2+濃度增高，Ca2+濃度增高導(dǎo)致Calpain1活性增加，降解肌原纖維蛋白TnI，損傷肌纖維，導(dǎo)致靜息張力升高，發(fā)展張力下降，疲勞性增加，恢復(fù)速率減慢，肌條收縮功能下降。
　　6.肌纖維內(nèi)影響Ca2+濃度的因素TR75延長比值可以作為判斷肌纖維肌質(zhì)網(wǎng)Ca2+攝取的間接測量指標(biāo)。研究表明去負(fù)荷萎縮SOL肌纖維肌質(zhì)網(wǎng)Ca2+攝取功能增強(qiáng)，可能是肌纖維內(nèi)Ca