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。

关键词

失重 / 骨骼肌 / 骨骼肌萎缩 / 谷氨酰胺合成酶