不同强度电刺激对骨骼肌线粒体自噬相关蛋白表达的影响研究

【作者】 肖红； 于亮； 高久翔；

【机构】 北京体育大学；

【摘要】 研究目的:线粒体自噬可以清除老化及损伤线粒体,在细胞质量控制、发育、维持细胞稳态等生理过程中起重要作用,线粒体自噬异常会导致阿尔兹海默症、帕金森症、亨延顿症等神经退行性疾病以及心脏病、肿瘤等疾病发生。目前对线粒体自噬的机制研究及运动调节线粒体自噬方面的研究仍有待完善,深入研究线粒体自噬调节机制有助于为线粒体疾病治疗和药物研发提供新的靶点和方向。本研究将初步探讨运动对于骨骼肌线粒体自噬的影响,拟用电脉冲刺激肌管细胞模拟肌肉收缩运动,观察梯度强度的电脉冲刺激对骨骼肌线粒体自噬蛋白表达的影响,为进行骨骼肌及线粒体自噬调控机制深入研究奠定基础。研究方法:对小鼠成肌细胞进行常规培养及传代,并在细胞汇合率达到80%-85%时诱导分化,分化成功后可在显微镜下观察到分化肌管细胞。将细胞分为空白对照组(C)、电脉冲刺激1组(E1)、电脉冲刺激2组(E2)、电脉冲刺激3组(E3),在细胞状态良好时进行实验,空白组细胞进行常规培养不做处理,电脉冲刺激组细胞分别给予E1组电脉冲刺激强度为15V、1Hz、2ms、60min;E2组电脉冲刺激强度为15V、3Hz、2ms、60min;E3组电脉冲刺激强度为15V、3Hz、3ms、60min。在干预后收取样本并提取细胞线粒体蛋白,Western Blot技术检测p62、LC3II/I相对含量和蛋白表达。研究结果:(1)显微镜观察显示,电脉冲模拟运动组细胞整体形态与对照组细胞基本一致,少部分细胞破碎死亡;(2)Western blot结果显示,电脉冲刺激模拟运动组LC3表达较对照组出现明显增加,p62表达较对照组出现减少。其中E1组、E2组、E3组的p62表达依次降低,LC3II/I表达量依次上调。研究结论:(1)电脉冲刺激引起线粒体自噬相关蛋白LC3II/I表达增加、p62表达减少,可以模拟运动诱导骨骼肌线粒体自噬,线粒体通过自噬途径清除结构异常和损伤线粒体;(2)运动诱导骨骼肌线粒体发生自噬作用,在设置梯度强度范围内,电脉冲刺激强度越大,自噬作用越强。更多还原