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杨芽黄素在骨骼肌肌生成中的作用及机制研究

杨芽黄素在骨骼肌肌生成中的作用及机制研究

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作者：张建峰西北农林科技大学

学位级别：硕士

骨骼肌是影响瘦肉率的主要器官之一,同时也是参与完成机体各种运动以及维持内环境稳态的主要器官。肌生成是骨骼肌形成的关键步骤,参与骨骼肌生长发育和损伤后再生的必要过程。因此,通过研究调控骨骼肌肌生成作用机制,可为畜牧业提高瘦... 详细信息

骨骼肌是影响瘦肉率的主要器官之一,同时也是参与完成机体各种运动以及维持内环境稳态的主要器官。肌生成是骨骼肌形成的关键步骤,参与骨骼肌生长发育和损伤后再生的必要过程。因此,通过研究调控骨骼肌肌生成作用机制,可为畜牧业提高瘦肉率提供理论基础。近年来通过提取水果、蔬菜及植物的天然化合物改善猪肉品质的方法成为一种可行的措施。杨芽黄素(Tectochrysin,TEC)是来源于蜂胶的黄酮类化合物,具有抗氧化、抗癌、止泻、抗病原虫和芳烃受体配体活性等作用。目前尚未见到TEC在骨骼肌上的研究报道,探究TEC在骨骼肌肌生成中的潜在作用及机制有望为骨骼肌生长调控提供新思路。本研究以C57BL/6J小鼠、C2C12成肌细胞和猪原代肌卫星细胞为研究对象,利用分子生物学和细胞生物学等技术,通过活体和离体实验探究TEC在骨骼肌肌生成中的作用及机制。主要结果如下:1.活体水平TEC对小鼠运动能力的影响。为探究TEC对小鼠运动能力的影响,本研究以C57BL/6J小鼠为模型,每日以20 mg/kg的剂量灌胃TEC四周。结果显示,TEC处理未显著影响小鼠的体重和采食量(P>0.05)。与对照组相比,TEC处理显著提高了小鼠的最大运动速度和运动时间(P肌肌纤维横截面积显著高于对照组(P肌生成过程中成肌细胞的分化融合。骨骼肌肌生成对其功能增强具有重要作用。为探究TEC是否通过骨骼肌肌生成影响肌肉运动功能,本研究利用心脏毒素构建小鼠骨骼肌损伤模型,每日以20 mg/kg的剂量灌胃TEC两周。组织形态学结果显示,与对照组相比,TEC处理显著促进了骨骼肌损伤后的恢复。在骨骼肌损伤后的第5天,TEC显著促进了新生肌纤维的形成。同时,e My HC和Myo G等肌生成的标志蛋白表达水平在TEC处理组显著上调(P肌肌生成的关键步骤包括肌卫星细胞的激活与增殖以及后续的成肌细胞分化。免疫荧光染色结果发现,在骨骼肌损伤的第3天,TEC未显著影响PAX7细胞的数目(P>0.05)。离体实验结果显示,TEC对C2C12细胞的增殖影响不显著(P>0.05)。进一步研究发现,TEC显著促进了C2C12成肌细胞的分化和融合。蛋白结果显示,TEC在成肌细胞分化阶段显著上调分化标志蛋白My HC和Myo G(P肌细胞的增殖,但可显著促进肌细胞的分化融合。3.TEC通过激活胰岛素信号通路,促进成肌分化介导的肌生成。为进一步探究TEC影响骨骼肌肌生成的机制,本研究利用分子对接软件分析,结果发现TEC是蜂胶中与胰岛素受体亲和活性最高的成分。进一步结果显示,在骨骼肌损伤后的第5天或C2C12成肌细胞中,TEC可显著促进胰岛素受体(IR)的磷酸化(P肌分化。通过药理学手段(GSK)抑制IR的激活,可显著抑制TEC对骨骼肌损伤后的恢复作用。与此同时,GSK显著抑制TEC对胰岛素信号通路的激活,并抑制e My HC和Myo G等肌生成标志蛋白的表达水平(P细胞热位移测定结果显示,TEC可以提高IRβ的热稳定性。Pull down实验证明了TEC与IRβ可直接结合。根据分子对接结果,TEC可能通过GLU1077、MET1079和ASP1160位点与IR结合。当GLU1077和MET1079位点突变后,TEC失去了结合IRβ的能力。4.TEC促进猪原代肌卫星细胞成肌分化。本研究以猪原代肌卫星细胞为模型,探究TEC对猪原代肌卫星细胞成肌分化的作用。免疫荧光染色结果分析发现,TEC促进猪原代肌细胞的分化和融合,显著提高了猪原代肌卫星细胞的核分布和融合指数(P肌分化中的作用,发现TEC通过靶向IR,进而激活胰岛素信号通路,促进成肌分化介导的肌生成。因此,本研究对TEC在生猪产业中提高瘦肉率的潜在应用及治疗人类骨骼肌疾病提供新的途径。

关键词：杨芽黄素肌生成胰岛素信号通路胰岛素受体猪原代肌卫星细胞

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