精氨酸对骨骼肌肌纤维类型转化的影响及其机制研究

摘要

肌纤维类型组成是影响肉品质的重要因素之一，并受营养的调控。精氨酸(Arginine，Arg)被证实影响猪肉品质，且与肌纤维类型转化之间可能存在一定的关系。因此，为考察A唱对骨骼肌肌纤维类型转化的影响及其作用机制，本试验首先以小鼠为研究对象，通过体内试验探讨Arg对小鼠骨骼肌肌纤维类型转化的影响，并初步揭示其可能的影响机制。在此基础上，以C2C12细胞为研究对象，探讨Arg对肌纤维类型转化的影响。随后采用特异性抑制剂以及siRNA处理分别下调Sirt1和AMPK信号通路，探讨Arg影响肌纤维类型转化的作用机制。主要研究内容及结果如下:
　　试验一:Arg对小鼠骨骼肌肌纤维类型转化的影响
　　本试验以昆明小鼠为研究对象，探讨日粮添加Arg对小鼠骨骼肌肌纤维类型转化的影响。选取48只21日龄体重相近、健康的雄性昆明小鼠，随机分为4组，每组12只小鼠。分别在基础日粮中添加0％、0.25％、0.5％和1％的Arg，试验期42d。分离小鼠胫骨前肌(TA)和比目鱼肌(SOL)，采用荧光定量PCR和Western blot检测肌纤维类型相关基因的表达以及能量代谢相关酶活性。Western blot结果表明，日粮添加Arg显著增加小鼠骨骼肌slow-MyHC、磷酸化AMPK、磷酸化LKB1的蛋白表达，显著抑制fast-MyHC的蛋白表达。实时荧光定量结果发现，与对照组相比，日粮添加0.5％Arg显著增加小鼠骨骼肌中MyHCⅠ、MyHCⅡa、Tnnc1、Tnni1、Tnnt1、AMPKα2、Sirt1、PGC-1α和MEF2C等基因的mRNA表达，显著降低MyHCⅡb基因的mRNA表达。同时显著增加骨骼肌中琥珀酸脱氢酶(SDH)和苹果酸脱氢酶(MDH)活性，显著降低乳酸脱氢酶(LDH)活性。此外，显著增加了肌肉中总抗氧化能力(T-AOC)、总超氧化物歧化酶(T-SOD)和谷胱甘肽过氧化氢酶(GSH-Px)的活力，显著降低了肌肉中丙二醛(MDA)的含量。这些结果揭示，Arg能促进骨骼肌肌纤维由快肌向慢肌转化，且该影响可能受Sirt1-和AMPK-依赖的信号通路介导。
　　试验二:Arg通过Sirt1/AMPK信号通路影响骨骼肌肌纤维类型的转化
　　通过在C2C12细胞中添加Arg探讨其对肌纤维类型转化的影响。在此基础上，进一步采用特异性抑制剂以及siRNA处理分别下调Sirt1和AMPK信号通路探讨Arg影响肌纤维类型转化的可能机制。结果表明，100μg/mL Arg促进慢肌纤维表达，降低快肌纤维表达，且磷酸化AMPK、Sirt1、PGC-1α的蛋白表达以及一氧化氮酶(NOS)活性和一氧化氮(NO)含量显著上调。进一步通过添加Arg的同时采用AMPK的特异性抑制剂Compound C和AMPK-siRNA抑制AMPK活性发现，Arg促进快肌纤维向慢肌纤维转化的现象得到显著抑制。而通过添加Arg的同时采用Sirt1的抑制剂EX527抑制Sirt1活性发现，Arg促进快肌纤维向慢肌纤维转化的现象得到显著抑制，且Arg激活AMPK信号通路受Sirt1介导。
　　综上所述，本研究采用体内体外试验证实Arg能促进肌纤维类型由快肌向慢肌转化，且该效应受Sirt1/AMPK信号通路介导。

目录

论文说明

声明

摘要

主要缩略词

前言

第一章文献综述

1．1肌纤维发育骨骼肌肌纤维的分类

1．2肌纤维分类影响骨骼肌肌纤维类型转化的因素

1．3骨骼肌肌纤维类型转化相关通路

2精氨酸的研究进展

2．2 Arg与抗氧化

2．3 Arg与肌内脂肪

2．4 Arg与肌纤维类型转化

第二章存在问题、本研究的目的、意义、内容和技术路线

第三章试验研究

试验一Arg对小鼠骨骼肌肌纤维类型转化的影响

1 引言

2试验材料

3试验方法

4测定指标及方法

5试验结果

6讨论

7小结

试验二Arg通过Sirtl／AMPK信号通路影响骨骼肌肌纤维类型的转化

1 引言

2试验材料与方法

3测定指标及方法

4试验结果及分析

5讨论

6小结

第四章全文总结

1本研究主要结论

2本研究主要创新点

3有待于进一步研究的问题

参考文献

致谢

作者简历