谷氨酰胺合成酶上调促发模拟失重小鼠骨骼肌萎缩的分子机制

摘要

目的探讨尾吊模拟失重条件下肌肉萎缩的分子机制。方法利用3月龄的雄性C57BL/6J小鼠,分为正常单笼饲养组和模拟失重组(2 w的持续尾吊后肢去负荷干预,24 h/d),对腓肠肌进行HE和Masson染色,对比目鱼肌进行蛋白质组学检测,筛选肌肉萎缩相关分子,并进行PCR实验验证。同时利用旋转细胞培养系统(RCCS)建立模拟失重C2C12细胞模型,分为正常对照组和模拟失重组(旋转培养24 h),并对筛选的肌肉萎缩相关分子进行PCR实验验证。结果尾吊组小鼠的腓肠肌和比目鱼肌质量明显减低,HE染色见肌肉纤维排列紊乱、间隙增大,Maason染色见肌肉纤维化程度增加。尾吊组小鼠肌肉萎缩分子标志物含有RING和B盒结构域的E3泛素连接酶(a RING and B-box-containing E3 ubiquitin ligase 63,trim63)、F-框蛋白32(recombinant F-Box protein 32,fbxo32)表达显著上调,蛋白质组学分析显示关键蛋白谷氨酰胺合成酶(glutamate-ammonia ligase,Glul)表达增加5.974倍,基因表达分析结果显示Glul mRNA表达显著上调。模拟失重C2C12细胞的trim63、fbxo32和Glul表达亦均显著上调。结论Glul表达上调可能是促发尾吊模拟失重条件下骨骼肌萎缩的机制之一。