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机械牵拉对大鼠骨骼肌卫星细胞的增殖作用及作用途径的研究

杨璐  
【摘要】:研究目的骨骼肌卫星细胞是肌源性干细胞,一般处于静止状态,运动或损伤能够激活静止的骨骼肌卫星细胞。骨骼肌卫星细胞通过增殖、分化,最终以与受损肌纤维融合的方式,对肌肉进行修复。机械牵拉通过模拟运动的方式,已被展开研究。有研究显示机械牵拉对卫星细胞具有促活化和促增殖的作用,然而具体的作用机制尚未研究清楚,本实验通过探讨不同的牵拉模式对大鼠骨骼肌卫星细胞增殖的作用及其可能的作用途径,为骨骼肌损伤修复及细胞肥大过程提供理论依据。研究方法本研究采用2-3周龄的SD大鼠,无菌条件下提取腿部肌肉,使用两步酶消化法和差速贴壁离心技术,分离和提纯骨骼肌卫星细胞。取第三代卫星细胞,利用Flexcell细胞牵拉系统,分别对其进行5%牵拉度牵拉4h、5%牵拉度牵拉6h、15%牵拉度牵拉4h和15%牵拉度牵拉6h,频率均为1Hz。使用CCK-8检测牵拉结束24h后骨骼肌卫星细胞的增殖情况,Western Blot检测牵拉结束即刻Akt、P38、ERK和JNK的表达和活性,牵拉结束24h后的Akt、P38、ERK和JNK的表达和活性以及Myf5、Myo D的表达情况。研究结果1、α横纹肌肌动蛋白鉴定结果:细胞纯度(100%)为97.6%。2、CCK8检测增殖结果:15%拉伸度,牵拉4h组和牵拉6h组的骨骼肌卫星细胞增殖效果好于安静对照组,(P0.01);其中,同15%拉伸度,牵拉6h组的促增殖效果好于牵拉4h组(P0.05)。与对照组相比,5%拉伸度牵拉4h组和5%拉伸度牵拉6h组的骨骼肌卫星细胞增殖没有显著性差异(P0.05)。3、牵拉结束即刻:牵拉结束即刻:15%拉伸度,牵拉4h组和牵拉6h组的Akt、P38、ERK和JNK的活性高于对照组(P0.01);同15%拉伸度,牵拉6h组的Akt、P38和ERK的活性高于牵拉4h组(P0.01)。与对照组相比,5%拉伸度牵拉4h组和5%拉伸度牵拉6h组的Akt、P38、ERK和JNK的磷酸化没有显著性差异(P0.05)4、牵拉结束24h后(1)15%拉伸度,牵拉6h组的Myf5蛋白表达高于对照组(P0.01),而5%拉伸度牵拉4h组、5%拉伸度牵拉6h组、15%拉伸度牵拉4h组的Myf5蛋白表达与对照组相比无明显变化(P0.05)。15%拉伸度,牵拉4h组和6h组的Myo D的表达高于对照组(P0.01);而5%拉伸度牵拉4h组、5%拉伸度牵拉6h组的Myo D的蛋白表达与对照组相比无明显变化(P0.05)。(2)牵拉结束24h后:15%拉伸度,牵拉4h组和牵拉6h组的Akt、P38、ERK和JNK活性高于对照组(P0.01);其中,同15%拉伸度,牵拉6h组的Akt活性高于牵拉4h组(P0.05)。5%拉伸度牵拉4h组、5%拉伸度牵拉6h组的Akt、P38、ERK和JNK活性无明显变化(P0.05)。研究结论(1)15%拉伸度牵拉4h和牵拉6h均能促进骨骼肌卫星细胞的增殖,牵拉6h的增殖效果更好。机械牵拉对骨骼肌卫星细胞增殖的影响与Akt、P38、ERK和JNK通路的活化存在一定相关性。(2)5%拉伸度牵拉4h和牵拉6h均不能促进骨骼肌卫星细胞的增殖。(3)5%拉伸度,牵拉4h和6h对大鼠骨骼肌卫星细胞没有促增殖的作用。


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