運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練抑制了TGFβ通路并緩解了D-半乳糖誘導(dǎo)衰老大鼠的肌肉流失

王今越，王小虹，馮維斗

運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練抑制了TGFβ通路并緩解了D-半乳糖誘導(dǎo)衰老大鼠的肌肉流失

王今越1，王小虹2，馮維斗3

目的：研究TGFβ(經(jīng)典和非經(jīng)典)通路在運(yùn)動(dòng)緩解衰老性肌肉流失(少肌癥)中的作用。方法：24只雄性Wistar大鼠分為3組，C組(青年安靜組)、S組(40d D-半乳糖注射致衰老組)、E組(40d D-半乳糖注射+6 wk跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)的衰老運(yùn)動(dòng)組)。檢測(cè)各組大鼠體重、腓腸肌重量、TGFβ(經(jīng)典與非經(jīng)典)通路因子——TGFβ1、MSTN、Phospho-smad2/3、Phospho-MAPKs(p38、JNK1/2 、ERK1/2) 及通路效應(yīng)因子——p21、Pax7(WB法)、MyoD mRNA、MyoG mRNA(RT-PCR法)。結(jié)果：與C組相比，S組腓腸肌比重(腓腸肌重量/體重)降低，TGFβ1、MSTN、Phospho-smad2/3、Phospho-MAPKs (Phospho-p38、Phospho-JNK1/2、Phospho-ERK1/2)、p21、MyoD mRNA、MyoG mRNA升高，Pax7降低；與S組相比，E組腓腸肌比重升高，TGFβ1、MSTN、Phospho-smad2/3、Phospho-MAPKs (Phospho-JNK1/2、Phospho-ERK1/2)降低，p21、Pax7、MyoD mRNA、MyoG mRNA升高。結(jié)論：運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練抑制了TGFβ經(jīng)典及非經(jīng)典通路并緩解了衰老肌肉的流失，Pax7、p21、MyoD、MyoG可能作為T(mén)GFβ通路的效應(yīng)器介導(dǎo)了該過(guò)程。

TGFβ通路;少肌癥;D-半乳糖;運(yùn)動(dòng);鼠；動(dòng)物實(shí)驗(yàn)

衰老性肌肉流失(少肌癥)是一種普遍存在、以肌肉質(zhì)量和力量退行性損失為特征的疾病，它限制人體活動(dòng)能力，間接加重了多種老年常見(jiàn)癥狀(II型糖尿病、動(dòng)脈硬化、骨質(zhì)疏松)，損害了老年人的生活質(zhì)量，提高了健康成本和社會(huì)負(fù)擔(dān)。規(guī)律的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可改善肌肉的結(jié)構(gòu)和功能，對(duì)于預(yù)防和緩解少肌癥作用明顯。盡管相關(guān)研究很多，然而，少肌癥的運(yùn)動(dòng)性干預(yù)乃至少肌癥發(fā)生本身的分子機(jī)制卻仍不完全明晰。

TGFβ信號(hào)在調(diào)控肌肉質(zhì)量及功能方面起重要作用，它抑制衛(wèi)星細(xì)胞激活、生肌分化、肌母細(xì)胞融合、肌肉特異性蛋白表達(dá)，促進(jìn)膠原蛋白合成、肌母細(xì)胞纖維化、疤痕生成[40]。上升的報(bào)道顯示，TGFβ信號(hào)激活與肌肉損傷、肌肉營(yíng)養(yǎng)不良、胰島素抵抗誘發(fā)的肌肉萎縮和肌肉纖維化均有密切關(guān)聯(lián)[11]。近來(lái)，有研究報(bào)道，肌肉TGFβ信號(hào)增強(qiáng)損害了肌肉再生是少肌癥發(fā)生的重要原因[12,41]。此外，活體研究顯示，多種組織(心肌[25]、脾[46]、動(dòng)脈血管[42]、肺[38])的TGFβ信號(hào)對(duì)運(yùn)動(dòng)敏感。TGFβ信號(hào)在少肌癥運(yùn)動(dòng)性干預(yù)中的作用值得關(guān)注。

機(jī)制上，TGFβ信號(hào)始于TGFβ超家族與細(xì)胞膜表面TYPE I和TYPE II受體的結(jié)合，繼而引起TYPE I受體交互磷酸化，再磷酸化下游效應(yīng)器[10]。經(jīng)典TGFβ信號(hào)(smad依賴(lài)性)中，TYPE I受體交互磷酸化后磷酸化smad2/3，再與smad4結(jié)合，然后轉(zhuǎn)位進(jìn)入胞核，發(fā)揮轉(zhuǎn)錄因子作用[10]。非經(jīng)典TGFβ信號(hào)(smad非依賴(lài)性)主要是MAPKs依賴(lài)性，即TYPEI受體磷酸化后磷酸化MAPKs，MAPKs繼而調(diào)節(jié)下游因子的活動(dòng)[10]。已知的TGFβ超家族成員包括TGFβ、MSTN、活化素、抑制素、繆勒氏管抑制質(zhì)和骨形成蛋白，其中， TGFβ、MSTN對(duì)骨骼肌質(zhì)量和功能調(diào)節(jié)作用尤為重要[43]。

Pax7、p21、MyoD、MyoG是肌肉發(fā)生進(jìn)程及肌肉質(zhì)量的關(guān)鍵調(diào)控劑[45]，亦為T(mén)GFβ信號(hào)的效應(yīng)器——TGFβ經(jīng)典

及非經(jīng)典信號(hào)均抑制Pax7、p21表達(dá)[3,4,43]，前者亦抑制MyoD、MyoG的基因表達(dá)[43]。

本研究檢測(cè)了衰老(D-半乳糖誘導(dǎo))和運(yùn)動(dòng)對(duì)于TGFβ經(jīng)典與非經(jīng)典信號(hào)關(guān)鍵因子及上述效應(yīng)因子的影響，探究TGFβ信號(hào)相關(guān)的少肌癥發(fā)生和少肌癥的運(yùn)動(dòng)性緩解中的分子事件，為完善運(yùn)動(dòng)性肌肉重塑信號(hào)網(wǎng)絡(luò)及少肌癥的運(yùn)動(dòng)性干預(yù)提供視角和靶點(diǎn)。

1 材料與方法

1.1 動(dòng)物分組及運(yùn)動(dòng)方案

購(gòu)入24只清潔級(jí)雄性10周、230～270 g Wistar大鼠(許可證：SCXK 吉2009-0004)。適應(yīng)性訓(xùn)練3天后隨機(jī)分組：C組6只、S、E組各9只，次日(周一)執(zhí)行表1方案。各組大鼠自由進(jìn)食，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)嚙齒類(lèi)動(dòng)物常規(guī)飼料喂養(yǎng)。動(dòng)物飼養(yǎng)環(huán)境溫度23℃，濕度40%～60%。

表 1 本研究動(dòng)物分組方案一覽表

1.2 取材

大鼠以斷頸椎方式處死(處死前2 h禁食)，稱(chēng)重后取右后腿，用4℃預(yù)冷的生理鹽水清洗，去處血污，濾紙吸干水分，稱(chēng)重后切分成數(shù)段，錫箔紙包裹，做好標(biāo)簽，浸入液氮30 min后放入-80℃超低溫冰箱冷凍待測(cè)。意外死亡或無(wú)法完成運(yùn)動(dòng)方案而淘汰大鼠S組1只、E組2只。

1.3 主要試劑及試劑盒

D-半乳糖，Sigma公司;TGFβ1抗體(兔來(lái)源)、MSTN抗體(兔來(lái)源)、Pax7 抗體(小鼠來(lái)源)、p21抗體(小鼠來(lái)源)，Santa Cruz公司；Phospho-Smad2 (Ser465/467)/Smad3 (Ser423/425)抗體(兔來(lái)源)、Phospho-p38 MAPK (Thr180/Tyr182)抗體 (兔來(lái)源)、Phospho- ERK (Thr202/Tyr204)抗體(兔來(lái)源)、Phospho- JNK (Thr183/Tyr185)抗體(小鼠來(lái)源)、tubulin抗體(兔來(lái)源)，Cell Signal；Trizol總RNA提取試劑 ：Tiangen；Biort RT-PCR assasy kit:博日生物公司；抗兔、抗小鼠二抗、Trizol總RNA提取kit，碧云天。

1.4 方法

1.4.1 腓腸肌比重

腓腸肌比重=大鼠右后腿腓腸肌濕重/處死時(shí)的全身濕重×100%。

1.4.2 蛋白測(cè)定

1.細(xì)胞蛋白提取：取50～100 mg腓腸肌放入小燒杯中，加入1 ml提前預(yù)冷的勻漿介質(zhì)(210 mM甘露醇，70 mM蔗糖，5 mM Tris-HCl，1 mM EDTA，0.1 mM PMSF，0.5 mM DTT，10 mM NaF)。剪碎肌組織，去除結(jié)締組織、脂肪等。電動(dòng)勻漿，轉(zhuǎn)速1 500～1 800 rpm，使組織勻漿化。勻漿液倒入離心管，1 400 g 4℃離心10 min；吸取上清即蛋白樣品，BCA法定量。

2.Western Blotting測(cè)定上述蛋白含量。一般步驟略。聚丙烯酰胺凝膠濃度12%；抗體稀釋[TGFβ1 1∶1 200；MSTN 1∶1 000；P-Smad2(Ser465/467)/Smad3 (Ser423/425)1∶900；P-p38 MAPK(Thr180/Tyr182)1∶1 500；P-

Erk1/2(Thr202/Tyr204)1∶1 200；P-SAPK/JNK(Thr183/Tyr185)1∶1 000；P-p21 1∶900；Pax7 1∶1 200；tubulin 1∶2 000]；蛋白表達(dá)值為條帶的灰度值，以?xún)?nèi)參tubulin校正。

1.4.3 mRNA測(cè)定

按照Trizol Reagent液說(shuō)明書(shū)提取總RNA，總RNA的質(zhì)量和純度檢測(cè)采用變性瓊脂糖凝膠電泳和紫外分光檢測(cè)OD260/OD280比值,依據(jù)質(zhì)量和純度選取符合RT-PCR要求的RNA進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng)。按照Biort RT-PCR kit說(shuō)明書(shū)進(jìn)行cDNA的逆轉(zhuǎn)錄，總RNA經(jīng)RT反應(yīng)后進(jìn)行PCR擴(kuò)增，采用25 μL體系。PCR循環(huán)條件:1)95℃ 5 min；2)95℃ 30 s；3)(MyoD：60℃；MyoG：62℃)40 s；4)72℃ 1 min；5)回至第2步，25個(gè)循環(huán)；6)72℃ 10 min；7)保持在4℃。 PCR產(chǎn)物加樣于2%瓊脂糖凝膠、電泳(上樣量12 μl，6×DNA loading buffer 2 μl，電壓150 v，電泳35 min)。mRNA含量為條帶的OD值，以?xún)?nèi)參GAPDH校正。引物(5′-3′)如下：1)MyoD F:CCCGACGCGTCTCTCTGCTCCTT R:CGCCTGGCGCTGGGTGCA(178 kp)；2)MyoG F:GAGCGCGATCTCCCGTCAAGAGG R:CTGGCTTGTGCGAGCCCAGG(688 kp)；3)GAPDH F:ACAGCAACAGGGTGGTGGAC R:TTTGAGGGTGCAGCGAACTT(252 kp)

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

則SNK法進(jìn)行事后檢驗(yàn)。統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性水平定為0.05。

2 結(jié)果

2.1 體重、腓腸肌比重

S組大鼠與C組相比較，體重、腓腸肌比重均下降；E組大鼠與S組相比較兩指標(biāo)均升高。此外，E組與C組比較無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，僅在圖表標(biāo)注，在此及下文中不再贅述(圖1)。

圖 1 本研究(D-半乳糖誘導(dǎo))衰老、運(yùn)動(dòng)對(duì)體重及腓腸肌比重的影響

2.2 TGFβ通路相關(guān)因子

與C組相比，S組大鼠TGFβ1、MSTN、Psmad2/3、Pp38、PJNK2/1、PERK1/2、p21、MyoD mRNA、MyoG mRNA升高，Pax7降低；與S組相比，E組TGFβ1、MSTN、Psmad2/3、 PJNK2/1、PERK1/2降低，Pp38不變，p21、Pax7、MyoD mRNA、MyoG mRNA升高(圖2)。

圖 2 本研究(D-半乳糖誘導(dǎo))衰老、運(yùn)動(dòng)對(duì)TGFβ通路相關(guān)因子的影響示意圖

3 討論

3.1 衰老、運(yùn)動(dòng)對(duì)腓腸肌比重的影響

以往研究顯示，規(guī)律性運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)阻止衰老肌肉質(zhì)量流失有明顯效果[16,17,24,26,36,37]， 本研究表明，腓腸肌比重(腓腸肌重量/體重)為衰老組下降(vs.青年組，下同)，運(yùn)動(dòng)組上升(vs.衰老組，下同)。提示，衰老大鼠的肌肉率下降，而運(yùn)動(dòng)抑制了肌肉流失，結(jié)果符合少肌癥發(fā)生及少肌癥運(yùn)動(dòng)性緩解的研究目的。

3.2 衰老、運(yùn)動(dòng)對(duì) TGFβ通路因子的影響

TGF-β是廣泛表達(dá)的、TGFβ家族最典型的成員，以二聚物復(fù)合體形式合成，在某些條件下(如損傷修復(fù)和重塑)裂解激活。在哺乳動(dòng)物成體骨骼肌中，存在TGF-β1、2、3三個(gè)亞型，其中，對(duì)TGF-β1的研究最廣泛[9]。TGF-β在成體肌肉的再生和衰老過(guò)程中抑制衛(wèi)星細(xì)胞增殖、生肌分化、肌母細(xì)胞融合、促進(jìn)纖維化，誘發(fā)肌肉質(zhì)量和功能的缺失[22]。但也有研究報(bào)道，低劑量的TGF-β1能促進(jìn)原代肌母細(xì)胞的增殖[12]。骨骼肌中的TGF-β的主要來(lái)源并非是肌細(xì)胞，而是免疫細(xì)胞(巨噬細(xì)胞、淋巴細(xì)胞)，在炎癥反應(yīng)過(guò)程中，TGF-β在炎癥介質(zhì)(白介素、NF-κB等)及ROS的作用下上調(diào)、激活，繼而調(diào)節(jié)組織損傷愈合及組織纖維化[10]。衰老本身就是慢性的炎癥加劇、ROS積累的過(guò)程，而規(guī)律性運(yùn)動(dòng)能夠抑制慢性炎癥及ROS，故運(yùn)動(dòng)對(duì)炎癥和ROS的抑制作用可以解釋本研究顯示的運(yùn)動(dòng)對(duì)衰老誘導(dǎo)TGF-β1升高的抑制。作為肌肉生長(zhǎng)抑素，TGF-β1的改變也能夠解釋衰老肌質(zhì)量流失的運(yùn)動(dòng)性抑制及衰老肌肉流失本身。本結(jié)果與以往動(dòng)物研究顯示的長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)抑制衰老動(dòng)物的心肌[25]、脾[46]、動(dòng)脈血管[42]、肺[38]的TGF-β1的上調(diào)結(jié)果一致，也提示，這些組織中TGF-β1有共同的調(diào)節(jié)機(jī)制，可能都與炎癥及ROS相關(guān)。

TGF-β家族另一個(gè)代表成員MSTN同樣是典型肌肉抑素，MSTN純合子基因刪除的小鼠肌肉是普通小鼠2～3倍，其肌纖維數(shù)量和體積均上調(diào)[32]，肌纖維附著的衛(wèi)星細(xì)胞數(shù)量和活性提高[29]。運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域的人體研究顯示，消瘦的老人[18,24]、胰島素抵抗患者[18]、慢性心力衰竭患者[28]肌肉的MSTN[18,28,31]及/或其mRNA[24,28,31]的升高趨勢(shì)在長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)后得到抑制，且消瘦老人肌肉橫截面與力量[24]提高，胰島素抵抗患者[18]與慢性心律衰竭患者[28]的癥狀改善。最近，Dalbo等[13]報(bào)道，力量訓(xùn)練降低了老年人肌肉MSTN mRNA，但對(duì)青年人無(wú)效，該研究認(rèn)為，運(yùn)動(dòng)對(duì)MSTN表達(dá)的抑制僅發(fā)生于MSTN高表達(dá)者(肌肉快速流失的老人或病患)，本結(jié)果與以往研究一致——運(yùn)動(dòng)抑制了MSTN的上調(diào)，提示，MSTN參與了少肌癥的運(yùn)動(dòng)性抑制。MSTN對(duì)肌肉抑制的機(jī)制與TGF-β基本一致[22]，但MSTN是否在衛(wèi)星細(xì)胞增殖和自我更新環(huán)節(jié)起抑制作用還存在相當(dāng)?shù)臓?zhēng)議[22,29]，有報(bào)道，MSTN敲除的小鼠衛(wèi)星細(xì)胞數(shù)量和活性未受影響， 而且，MSTN也未能抑制原代成體肌母細(xì)胞的增殖[7]。如果確實(shí)如此，那么，MSTN的肌肉抑素作用可能主要源于肌核特異性基因表達(dá)或者肌母細(xì)胞分化的抑制，對(duì)此尚無(wú)相關(guān)調(diào)查，有待查證。此外，MSTN還能通過(guò)促進(jìn)成纖維細(xì)胞增殖、激活以及誘導(dǎo)促炎癥因子和巨噬細(xì)胞遷移[22]，誘發(fā)肌肉纖維化及炎癥級(jí)聯(lián)，導(dǎo)致肌細(xì)胞的變性、凋亡、壞死，從而負(fù)面影響肌肉質(zhì)量和功能。

本研究發(fā)現(xiàn)，TGF-β經(jīng)典通路中，TGFβ、MSTN的效應(yīng)器smad2/3的磷酸化表達(dá)上調(diào)也被運(yùn)動(dòng)所抑制。綜上提示，TGFβ經(jīng)典通路(TGFβ1、 MSTN/smad)參與少肌癥運(yùn)動(dòng)性抑制及少肌癥發(fā)生本身。

MAPK是TGFβ非經(jīng)典通路的最重要的組件，廣泛的參與了骨骼肌各種適應(yīng)性改變。其中，p38、JNK參與細(xì)胞炎癥、凋亡、生長(zhǎng)、分化，而ERK參與了生長(zhǎng)、分化、發(fā)育[10]。MAPK暫時(shí)性激活對(duì)于肌肉發(fā)育、肌肉量保持有積極作用，能夠促進(jìn)肌母細(xì)胞增殖或分化，促進(jìn)肌肉特異性基因表達(dá)[21]，但持續(xù)激活對(duì)肌肉呈負(fù)面作用——ERK抑制肌肉特異性基因表達(dá)和肌母細(xì)胞分化[21]，p38和JNK均會(huì)通過(guò)激活泛素蛋白酶體通路及促凋亡因子的表達(dá)加速蛋白質(zhì)的分解[27]。本研究顯示，與TGFβ1、MSTN變化一致，衰老組MAPKs激活(Pp38、PJNK、PERK升高)，而運(yùn)動(dòng)后MAPKs激活被抑制(PJNK、PERK下調(diào))。提示，TGFβ非經(jīng)典通路(MAPK依賴(lài)性)也參與了少肌癥發(fā)生及其運(yùn)動(dòng)性抑制。本結(jié)果與以往Williamson等(2003)、Dasgupta等(2009)的報(bào)道“衰老動(dòng)物肌肉p38、JNK1/2、ERK1/2磷酸化水平上調(diào)”一致。但也有不同報(bào)道，Rahnert等(2011)報(bào)道，衰老大鼠肱二頭肌ERK磷酸化水平下降，JNK與p38磷酸化水平不變。矛盾的結(jié)果可能與研究選用的大鼠年齡差異有關(guān)，多數(shù)研究選用衰老大鼠為22～24月齡，而Rahnert等(2011)的實(shí)驗(yàn)對(duì)象為26月齡大鼠，顯然，Rahnert實(shí)驗(yàn)動(dòng)物衰老程度更高，可能衰老的后期與晚期的MAPK調(diào)控機(jī)制有所不同，對(duì)此有待查證。最近，Olesen等(2013)報(bào)道，衰老小鼠肌肉p38、JNK磷酸化水平并未改變，但該研究所用為16月齡小鼠，顯然，其研究對(duì)象過(guò)于年輕健康，不夠衰老。需要指出，本研究測(cè)試采用是磷酸化蛋白水平(目標(biāo)磷酸化蛋白/常規(guī)內(nèi)參)，而上述Williamson等(2003)、Dasgupta等(2009)、Rahnert等(2011)和Olesen等(2013)的測(cè)試均為蛋白磷酸化水平(目標(biāo)磷酸化蛋白/目標(biāo)總蛋白)，前者代表磷酸化蛋白含量，后者代表蛋白磷酸化程度，意義和衡量方法雖然有所差異，但均反映MAPK激活的狀況，并在研究中廣泛應(yīng)用[20,27]，且MAPKs總蛋白表達(dá)變化遠(yuǎn)不如磷酸化修飾敏感，對(duì)其功能影響很有限[20]，故總體上兩個(gè)指標(biāo)波動(dòng)是一致的，本研究以磷酸化蛋白含量與文獻(xiàn)中蛋白磷酸化水平進(jìn)行波動(dòng)趨勢(shì)比較并無(wú)不妥。

TGFβ、smad、MAPKs的變化(運(yùn)動(dòng)后TGFβ1、 MSTN、P-smad、P-MAPKs下調(diào))表明，運(yùn)動(dòng)對(duì)衰老骨骼肌TGFβ經(jīng)典(TGFβ1、 MSTN/smad)及非經(jīng)典信號(hào)(TGFβ1、 MSTN/MAPKs)均有抑制作用，這可以至少部分解釋少肌癥的運(yùn)動(dòng)性抑制效用。

3.3 衰老、運(yùn)動(dòng)對(duì)TGFβ信號(hào)下游生肌因子的作用

成體肌肉發(fā)生經(jīng)歷衛(wèi)星細(xì)胞(增殖、分化)→肌母細(xì)胞(分化)→單核前體肌細(xì)胞(分化、融合)→多核肌纖維的多個(gè)階段，MyoD、MyoG、Pax7、p21則為不同階段重要驅(qū)動(dòng)者和分子標(biāo)志，MyoD在細(xì)胞循環(huán)中的肌母細(xì)胞表達(dá)，MyoG在單核前體肌細(xì)胞分化及融入肌纖維過(guò)程中表達(dá)，Pax7在衛(wèi)星細(xì)胞激活、增殖過(guò)程中表達(dá)，p21則在肌母細(xì)胞退出細(xì)胞循環(huán)過(guò)程表達(dá)[11]。它們均為T(mén)GFβ信號(hào)干預(yù)肌肉質(zhì)量的重要效應(yīng)器——經(jīng)典TGFβ信號(hào)抑制MyoD、MyoG mRNA含量[3,4,11]，TGFβ經(jīng)典和非經(jīng)典通路均能抑制p21、Pax7表達(dá)[3,4,11,19]。

涉及MyoD、MyoG指標(biāo)的研究報(bào)道較多，但結(jié)果很不一致，Alway等(2002)報(bào)道，衰老大鼠肌肉MyoD、MyoG mRNA降低，而Raue等(2006)、Kim等(2005)的自然衰老動(dòng)物及一項(xiàng)D-半乳糖誘導(dǎo)衰老大鼠的研究[1]結(jié)果正好相反。在運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域研究中，McKay等(2008)報(bào)道，急性抗阻運(yùn)動(dòng)后，人體股四頭肌MyoD、MyoG mRNA上調(diào)，Drummond等(2010)報(bào)道，急性抗阻運(yùn)動(dòng)后，大鼠紅股四頭肌MyoD、MyoG mRNA均上升，而白股四頭肌則未變；Alway等(2002)報(bào)道，14天的肌肉負(fù)重提高成年大鼠MyoD和MyoG mRNA，而對(duì)衰老大鼠(33月齡)無(wú)效；Siu等(2004)報(bào)道，8周耐力跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)后，大鼠比目魚(yú)肌的MyoG mRNA、蛋白水平均升高，MyoD mRNA、蛋白則不變。上述研究表明，運(yùn)動(dòng)對(duì)MyoD、MyoG的誘導(dǎo)受肌肉快慢類(lèi)型、衰老程度影響。本研究顯示，衰老組MyoD、MyoG mRNA上調(diào)，運(yùn)動(dòng)后則進(jìn)一步上調(diào)，提示，衰老進(jìn)程中MyoD、MyoG的作用是抵抗而非促進(jìn)少肌癥的發(fā)生，且運(yùn)動(dòng)能夠進(jìn)一步強(qiáng)化MyoD、MyoG的作用。本研究發(fā)現(xiàn)，與MyoD、MyoG變化一致——衰老組p21升高，運(yùn)動(dòng)組進(jìn)一步上升，但Pax7則在衰老組下降，運(yùn)動(dòng)組Pax7同樣上調(diào)，提示，衰老肌中，p21拮抗而Pax7促進(jìn)肌肉流失，而運(yùn)動(dòng)后，p21及Pax7的升高明顯均對(duì)肌肉流失起到抑制作用。從上述4個(gè)生肌因子與TGFβ通路的變化而言，顯然，衰老條件下，增強(qiáng)的TGFβ信號(hào)通路不可能解釋Pax7外3個(gè)因子變化(MyoD、MyoG mRNA、p21均升高)，三者一定另外有其他主導(dǎo)因素，而運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)下，4個(gè)因子的改變(MyoD、MyoG mRNA、p21、Pax7均升高)至少部分應(yīng)與TGFβ通路的抑制相關(guān)。

4 總結(jié)

TGFβ經(jīng)典和非經(jīng)典信號(hào)的增強(qiáng)是誘發(fā)少肌癥因素之一，Pax7可能作為T(mén)GFβ信號(hào)效應(yīng)器介導(dǎo)了該過(guò)程。運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練通過(guò)抑制TGFβ經(jīng)典和非經(jīng)典信號(hào)緩解少肌癥， p21、Pax7、MyoD、MyoG可能在TGFβ信號(hào)誘導(dǎo)下介導(dǎo)了該過(guò)程。條件所限，上述結(jié)論仍需在自然衰老動(dòng)物并通過(guò)信號(hào)阻斷劑、激活劑等手段進(jìn)一步確認(rèn)。

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ExerciseTrainningInhibitingTGFβPathwayandImprovingD-GlactoseInjection-inducedSenescentMuscleLossinRat

WANG Jin-yue1，WANG Xiao-hong2，F(xiàn)eng Wei-dou3

Objectvie:To explore the functions of (canonical and uncanonical) TGFβ pathway in exercise-induced improvement of sarcopenia.Method:24 male wistar rats were divided into 3 groups:C group (quiet young group),S group (40day D-Glactose injection-induced senecence),E group (40 days D-Glactose injection-induced senecence+6 weeks exercise trainning on treadmill).To detect body wet weight,gastrocnemius wet weight (by weighment),TGFβ pathway component-TGFβ1,MSTN,Phospho-smad2/3,Phospho-MAPK(p38,JNK1/2 ,ERK1/2),TGFβ pathway effector-p21,Pax7 by WB and MyoD mRNA,MyoG mRNA by RT-PCR in each group.Result:The ratio of gastrocnemius weight to body weight decreased,but TGFβ1,MSTN,Phospho-smad2,3 ,Phospho-p38,Phospho-JNK1,2,Phospho-ERK1,2,p21,MyoD mRNA,MyoG mRNA increased and Pax7 decreased in S group vs C group.The ratio of gastrocnemius weight to body weight increased,but TGFβ1,MSTN,Phospho-smad2,3 ,Phospho-JNK1,2,Phospho-ERK1,2 decreased,Phospho-p38 unchanged ,and p21 ,Pax7,MyoD mRNA,MyoG mRNA increased in E group vs S group.Conclusion:Exericse trainning can improve senescene-induced muscle loss by inhibiting TGFβ canonical and uncanonical pathway with the mediation of Pax7,p21,MyoD and MyoG.

TGFβ;pathway;sarcopenia;D-Glactose;exercise;rat;animalexperiment

1000-677X(2014)10-0072-06

2014-04-13；

：2014-09-15

廣東省教育廳科研項(xiàng)目(2012WYM_0126)；吉林省科技發(fā)展計(jì)劃(20100593)。

王今越(1978-)，男，滿(mǎn)族，長(zhǎng)春人，副教授，博士，主要研究方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)適應(yīng)和機(jī)能評(píng)定，E-mail：wjytnt@163.com。

1.佛山大學(xué) 體育學(xué)院，廣東 佛山 528000；2.東北師范大學(xué) 體育學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130026；3.吉林省體育科學(xué)研究所，吉林 長(zhǎng)春130022 1.Foshan University,Foshan 528000,China;2.Northeast Normal University,Changchun 130026,China;3.Jinlin Province Sport Rearch institute,Changchun 130022,China.

G804.2

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