脂肪间充质干细胞注射对离心运动大鼠肌肉修复中肌肉抑制素信号通路的影响机制

摘要

目的:通过肌肉注射异体脂肪间充质干细胞,观察大鼠骨骼肌肌肉抑制素(myostatin,MSTN)信号通路及肌纤维超微结构的变化,探讨脂肪间充质干细胞在离心运动后骨骼肌修复过程中的作用机制.方法:8周龄雄性SD大鼠,进行一次性离心运动后,在大鼠的左腿腓肠肌外侧头注射生理盐水(NS),右腿腓肠肌外侧头注射脂肪间充质干细胞(ASCs),然后,随机分为运动后1天组(D1)、运动后3天组(D3)、运动后7天组(W1)和运动后14天组(W2).分别在相应的时间点将大鼠处死,收集样本.采用ELISA测定血清肌酸激酶(CK)、骨骼肌肌钙蛋白Ⅰ(sTnⅠ)、MSTN、卵泡抑素(follistatin,FST)的含量;实时荧光定量PCR测定骨骼肌MSTN、激活素A受体ⅡB(ACVR2B)、FST mRNA相对表达量.Western Blot测定骨骼肌MSTN、ACVR2B、FST、信号转导蛋白smad2/3磷酸化(p-smad2/3)蛋白的表达.结果:与D1组比较,W1、W2组血清CK水平显著降低(P＜0.05),D3和W1组血清sTnⅠ显著升高(P＜0.05);与D1组比较,W1组血清MSTN水平显著降低(P＜0.05),但W2组血清MSTN水平显著升高(P＜0.05);与D1组比较,W2组血清FST水平显著升高(P＜0.05).与NS组相比,ASCs组MSTN mRNA相对表达量在时间点D3显著降低(P＜0.05),在时间点W2极显著降低(P＜0.01);ACVR2B和FST mRNA相对表达量与NS组相比无显著变化;与NS组相比,ASCs组MSTN蛋白表达在时间点D1和D3均显著降低(P＜0.05);ACVR2B蛋白表达在时间点D1、D3、W1均显著升高(P＜0.05),在时间点W2却显著降低(P＜0.05);与NS组相比,smad2/3的磷酸化水平在时间点W2显著降低(P＜0.05).结论:离心运动后,肌注异体脂肪间充质干细胞对MSTN的影响可能比对FST的影响大;肌注异体脂肪间充质干细胞可能通过影响MSTN下游信号通路来促进离心运动后骨骼肌的再生修复.