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运动促衰老骨骼肌卫星细胞成肌分化中的线粒体动态重构

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目的：本研究拟建立衰老性肌萎缩小鼠模型及耐力运动训练干预模型,利用原代培养技术获得骨骼肌卫星细胞,并体外诱导分化,探讨ROS生成、线粒体重构(能量代谢、生物合成、融合分裂)及相关信号通路的变化规律.方法：雄性C57 BL/6青年鼠(2月龄)和老年鼠(12月龄).分为青年对照组、青年运动训练组、老年对照组和老年运动训练组.训练组小鼠进行12周跑台耐力训练.处死后HE染色测量肌纤维横截面积;两步酶消化法分离骨骼肌卫星细胞,原代培养并体外诱导成肌分化24h.倒置显微镜鉴定卫星细胞成肌分化程度;Oxygraph-2k细胞呼吸测量仪测定透膜细胞中线粒体氧耗速率;荧光素-荧光素酶发光法测定ATP合成酶活性;JC-1荧光探针检测线粒体膜电位;DCFH-DA荧光探针检测线粒体ROS生成速率;RT-PCR法检测MyHC各亚基mRNA表达;Western-blot法检测细胞MyHC、COXⅥ、Mfn1、OPA1、Drp1、MnSOD、PGC-1α、AMPK、mTOR和p21蛋白表达量.结果：与青年组比较,老年组肌纤维横截面积明显降低.老年组卫星细胞体外分化24h后,肌管形成数量、MyHCⅠ、MyHCⅡa、MyHCⅡxmRNA及MyHC蛋白表达均低于青年组.此外,老年组ST3、RCR、MnSOD、COXⅣ、Mfn1、L-OPA1、S-OPA1、Drp1、PGC-1α、Tfam、mTOR、p-mTOR、p21表达均显著降低;老年组ST4、线粒体ROS生成速率、p-AMPK显著升高.12周运动训练部分逆转了上述衰老对成肌分化、ROS生成、线粒体能量代谢、生物合成、融合分裂的影响.结论：耐力运动训练可通过上调mTOR和PGC-1α表达,促进衰老卫星细胞成肌分化中线粒体适应性重构,包括线粒体空间结构趋向于融合、线粒体生物合成增加.从而提高线粒体能量代谢水平,继而通过抑制AMPK活化而增加p21表达,从而促进衰老卫星细胞成肌分化;并通过促进MnSOD表达,降低线粒体ROS水平.

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来源
《2013年中国生理学会运动生理学专业委员会年会暨“运动与健康”学术研讨会》|2013年|65-66|共2页
会议地点广州
作者
薄海; 王逊; 陈啟祥; 张勇;
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作者单位

中国生理学会;

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会议组织
正文语种
原文格式 PDF
中图分类运动与人体结构;
关键词
衰老骨骼肌卫星细胞; 成肌分化; 线粒体重构; 运动训练;

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