MG53敲除对小鼠运动性和缺血再灌注骨骼肌损伤的影响

【作者】 付劲德； 张瑾； 伊木清； 许葆华； 邵晶； 王启荣； 李俊涛； 方子龙； 周丽丽；

【机构】 国家体育总局运动医学研究所； 北京体育大学；

【摘要】 目的:MG53是最近发现的骨骼肌和心肌特异性膜损伤修复蛋白。本研究旨在探讨MG53蛋白对骨骼肌运动性损伤及IR损伤修复作用的影响。方法:以MG53敲除(MG53ko)和野生(MG53wt)小鼠为研究对象,分别采用定量负荷游泳训练及其急性力竭运动方式建立骨骼肌损伤模型(ED组)及建立左后肢缺血再灌注损伤模型(IR组),其中ED组经过4周的定量负荷游泳训练并完成以此急性力竭运动,分别在力竭前(wt-1、ko-1)、力竭后即刻(wt-2、ko-2)、力竭后24小时(wt-3、ko-3),IR组在缺血前(wtIR-1、koIR-1)、再灌注即刻(wtIR-2、koIR-2),缺血再灌注后24小时(wtIR-3、koIR-3)宰杀并取样。观察ED组力竭时间、测定血清肌酸激酶(CK)、乳酸脱氢酶(LDH)、肌红蛋白(MYO)、丙二醛(MDA)、肌糖原含量并观察腓肠肌超微结构。结果:①ED组力竭时间:MG53ko及MG53wt未见显著差异。②CK:ED组ko-2较ko-1显著增加(989±155vs637±62,P<0.05)。IR组wtIR-2较wtIR-1及koIR-2较koIR-1显著增加(4087±386vs861±470,8974±712vs1113±189,P<0.01)。③LDH:ED组未见显著性差异。IR组wtIR-2较wtIR-1显著增加(657±140vs313±56,P<0.05),wtIR-3较wtIR-1、koIR-2较koIR-1及koIR-3较koIR-1均显著增加(829±71vs313±56,770±103vs303±45,1212±226vs303±45,P<0.01)。④MY0:ED组ko-2较ko-1显著增加(14.2±2.8vs6.1±0.8,P<0.05)。IR组wtIR-2较wtIR-1、koIR-2较koIR-1及koIR-2较wtIR-2均显著增加(657±140vs313±56,770±103vs303±45,770±103vs657±140,P<0.01)。⑤肌糖原:ED组ko-3较ko-2、wt-3较wt-2显著增加(1.28±0.1vs0.59±0.04,1.03±0.05vs0.79±0.08,P<0.01)。IR组wtIR-2较wtIR-1、koIR-2较koIR-1均显著降低(1.58±0.28vs0.694±0.094,1.17±0.14vs0.694±0.059,P<0.01)。⑥IR组血清MDA水平:koIR-3较koIR-1均显著增加(14.8±0.8vs10.5±0.6,P<0.05)。=7\*GB3⑦骨骼肌超微结构:ED组力竭后MG53ko组损伤较MG53wt组严重;运动后24小时,MG53ko小鼠损伤未见恢复。IR组中,IR-Oh的MG53wt小鼠肌纤维溶解、分离,肌丝不齐或断裂,线粒体肿胀,嵴结构减少模糊,但膜结构完整;而MG53ko小鼠肌纤维结构完全消失,肌丝溶解分离,线粒体内嵴基本消失,呈空泡样变性,细胞核外形褶皱,肿胀,染色质固缩呈颗粒状模糊不清,基板与肌细胞分离,肌细胞膜消失,基板下与肌原纤维间有明显水肿间隙。结论:定量负荷游泳训练及其力竭运动会导致小鼠出现运动性肌肉损伤。MG53蛋白缺失的小鼠其损伤程度更重且恢复更慢。IR可以引起骨骼肌损伤,MG53缺失的小鼠肌纤维损伤更为严重。提示:MG53蛋白对运动性骨骼肌损伤及IR应激的骨骼肌具有保护作用,可快速修复骨骼肌细胞膜。更多还原