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抗阻运动激活Piezo1/AMPK/PGC-1α缓解小鼠废用性骨骼肌萎缩
1
作者
韩东生
梁擎宇
石晓峰
《中国生物化学与分子生物学报》
北大核心
2025年第1期136-146,共11页
本研究旨在探究抗阻运动能否通过激活骨骼肌Piezo1/AMPK/PGC-1α信号通路,改善线粒体功能和促进肌生成,从而有效缓解废用性骨骼肌萎缩。采用8周龄雄性C57BL/6J小鼠,通过后肢石膏固定模拟废用性肌肉萎缩,并分为对照组、废用性肌萎缩组、...
本研究旨在探究抗阻运动能否通过激活骨骼肌Piezo1/AMPK/PGC-1α信号通路,改善线粒体功能和促进肌生成,从而有效缓解废用性骨骼肌萎缩。采用8周龄雄性C57BL/6J小鼠,通过后肢石膏固定模拟废用性肌肉萎缩,并分为对照组、废用性肌萎缩组、废用性肌萎缩+抗阻运动组和废用性肌萎缩+抗阻运动+Piezo1抑制剂组。抗阻运动组进行为期8周的抗阻训练。通过Western印迹、免疫荧光染色、线粒体质量和功能检测等方法,评估骨骼肌质量、功能、线粒体状态和肌生成情况。抗阻运动使废用性肌萎缩小鼠的骨骼肌横截面积增加23%(P<0.01),骨骼肌相对质量增加11%(P<0.01)。抗阻运动使小鼠最长跑步距离平均增加206 m(P<0.01),最大承载力平均增加36.7g(P<0.01),平衡木爬行时间平均缩短1.5 s(P<0.01),同时上调了Piezo1、AMPK、PGC-1α的蛋白质表达水平(P<0.01)。此外,抗阻运动还增加了小鼠骨骼肌中MMP、TFAM、COXⅠ、CS、ATPB、ATPase、ATP、p-mTOR/mTOR、p-P70S6K/P70S6K、Pax7和MyoD的活性或蛋白质表达的水平(P<0.05,P<0.01)。而抑制Piezo1则降低了上述酶活性和蛋白质的表达水平(P<0.05,P<0.01)。抗阻运动通过激活Piezo1/AMPK/PGC-1α通路,提高了骨骼肌线粒体质量和功能,促进了蛋白质合成和肌生成,有效缓解了废用性骨骼肌萎缩。
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关键词
抗阻运动
压电式机械敏感离子通道组件
1
废用性骨骼肌萎缩
肌生成
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职称材料
小白菊内酯通过抑制Piezo1表达对机械牵张应力作用下软骨细胞凋亡的影响及其机制
被引量:
1
2
作者
马旋
杨开祥
+1 位作者
邓海
黄玉成
《吉林大学学报(医学版)》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期1621-1631,共11页
目的:探讨小白菊内酯(PTL)通过调控机械敏感性离子通道蛋白1(Piezo1)表达对机械牵张应力作用下软骨细胞凋亡的影响,并阐明其相关作用机制。方法:按照拉伸性变量将软骨细胞分为0%、5%、10%、15%和20%拉伸组。另取软骨细胞,分为对照组、20...
目的:探讨小白菊内酯(PTL)通过调控机械敏感性离子通道蛋白1(Piezo1)表达对机械牵张应力作用下软骨细胞凋亡的影响,并阐明其相关作用机制。方法:按照拉伸性变量将软骨细胞分为0%、5%、10%、15%和20%拉伸组。另取软骨细胞,分为对照组、20%拉伸组、20%拉伸+5μmol·L^(-1)PTL组、20%拉伸+10μmol·L^(-1)PTL组和20%拉伸+20μmol·L^(-1)PTL组。使用Piezo1短发夹RNA(shRNA)干扰慢病毒(sh-Piezo1)或shRNA-NC慢病毒感染软骨细胞,将软骨细胞分为sh-Piezo1组和sh-NC组,另设置空白对照组。另将软骨细胞分为20%拉伸组、20%拉伸+PTL组、20%拉伸+sh-Piezo1组和20%拉伸+sh-Piezo1+PTL组。Hoechst 33258荧光染色观察各组细胞核形态表现,流式细胞术检测各组细胞凋亡率,分光光度法检测各组细胞中含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白酶(Caspase)-3活性,CCK-8法检测各组细胞增殖率,Fluo-4/AM荧光探针法检测各组细胞中钙离子(Ca2+)水平,实时荧光定量PCR(RT-qPCR)法检测各组细胞中Piezo1 mRNA表达水平,Western blotting法检测各组细胞中Piezo1蛋白表达水平。结果:Hoechst 33258荧光染色观察,随着拉伸量逐渐增加,0%、5%、10%、15%和20%拉伸组软骨细胞细胞核呈碎块状致密浓染的软骨细胞数量逐渐增加。流式细胞术检测,与0%拉伸组比较,5%、10%、15%和20%拉伸组软骨细胞凋亡率均明显升高(P<0.01);与对照组比较,20%拉伸组软骨细胞中细胞凋亡率明显升高(P<0.05);与20%拉伸组比较,20%拉伸+5μmol·L^(-1)PTL组、20%拉伸+10μmol·L^(-1)PTL组和20%拉伸+20μmol·L^(-1)PTL组软骨细胞细胞凋亡率均明显降低(P<0.05);与20%拉伸组比较,20%拉伸+PTL组和20%拉伸+sh-Piezo1组软骨细胞凋亡率均明显降低(P<0.05)。分光光度法检测,与0%拉伸组表示,5%、10%、15%和20%拉伸组软骨细胞中Caspase-3活性均明显升高(P<0.01);与对照组比较,20%拉伸组软骨细胞中Caspase-3活性明显升高(P<0.05);与20%拉伸组比较,20%拉伸+5μmol·L^(-1)PTL组、20%拉伸+10μmol·L^(-1)PTL组和20%拉伸+20μmol·L^(-1)PTL组软骨细胞中Caspase-3活性均明显降低(P<0.05);与20%拉伸组比较,20%拉伸+PTL组和20%拉伸+sh-Piezo1组软骨细胞中Caspase-3活性均明显降低(P<0.05)。CCK-8法检测,与0μmol·L^(-1)PTL组比较,40.00、80.00和160.00μmol·L^(-1)PTL组软骨细胞增殖率均明显降低(P<0.05),提示20.00μmol·L^(-1)PTL为最高无毒性作用浓度。Fluo-4/AM荧光探针法检测,与对照组比较,20%拉伸组软骨细胞中Ca2+水平明显升高(P<0.05);与20%拉伸组比较,20%拉伸+5μmol·L^(-1)PTL组、20%拉伸+10μmol·L^(-1)PTL组和20%拉伸+20μmol·L^(-1)PTL组软骨细胞中Ca2+水平均明显降低(P<0.05);与20%拉伸组比较,20%拉伸+PTL组和20%拉伸+sh-Piezo1组软骨细胞中Ca2+水平均明显降低(P<0.05)。RT-qPCR法检测,与空白对照组和sh-NC组比较,sh-Piezo1组软骨细胞中Piezo1 mRNA表达水平明显降低(P<0.05)。Western blotting法检测,与对照组比较,20%拉伸组软骨细胞中Piezo1蛋白表达水平明显升高(P<0.05);与20%拉伸组比较,20%拉伸+5μmol·L^(-1)PTL组、20%拉伸+10μmol·L^(-1)PTL组和20%拉伸+20μmol·L^(-1)PTL组软骨细胞中Piezo1蛋白表达水平均明显降低(P<0.05);与空白对照组和sh-NC组比较,sh-Piezo1组软骨细胞中Piezo1蛋白表达水平明显降低(P<0.05)。结论:PTL可抑制高强度周期性机械牵张应力诱导的软骨细胞凋亡,其作用机制可能与抑制Piezo1介导Ca2+内流引起的细胞凋亡有关。
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关键词
小白菊内酯
机械敏感离子通道蛋白
1
机械牵张应力
软骨细胞
细胞凋亡
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职称材料
题名
抗阻运动激活Piezo1/AMPK/PGC-1α缓解小鼠废用性骨骼肌萎缩
1
作者
韩东生
梁擎宇
石晓峰
机构
山西大学体育学院
山西医科大学第二医院设备处
出处
《中国生物化学与分子生物学报》
北大核心
2025年第1期136-146,共11页
基金
山西省“1331工程”重点创新团队建设计划(No.1331KIRT)资助。
文摘
本研究旨在探究抗阻运动能否通过激活骨骼肌Piezo1/AMPK/PGC-1α信号通路,改善线粒体功能和促进肌生成,从而有效缓解废用性骨骼肌萎缩。采用8周龄雄性C57BL/6J小鼠,通过后肢石膏固定模拟废用性肌肉萎缩,并分为对照组、废用性肌萎缩组、废用性肌萎缩+抗阻运动组和废用性肌萎缩+抗阻运动+Piezo1抑制剂组。抗阻运动组进行为期8周的抗阻训练。通过Western印迹、免疫荧光染色、线粒体质量和功能检测等方法,评估骨骼肌质量、功能、线粒体状态和肌生成情况。抗阻运动使废用性肌萎缩小鼠的骨骼肌横截面积增加23%(P<0.01),骨骼肌相对质量增加11%(P<0.01)。抗阻运动使小鼠最长跑步距离平均增加206 m(P<0.01),最大承载力平均增加36.7g(P<0.01),平衡木爬行时间平均缩短1.5 s(P<0.01),同时上调了Piezo1、AMPK、PGC-1α的蛋白质表达水平(P<0.01)。此外,抗阻运动还增加了小鼠骨骼肌中MMP、TFAM、COXⅠ、CS、ATPB、ATPase、ATP、p-mTOR/mTOR、p-P70S6K/P70S6K、Pax7和MyoD的活性或蛋白质表达的水平(P<0.05,P<0.01)。而抑制Piezo1则降低了上述酶活性和蛋白质的表达水平(P<0.05,P<0.01)。抗阻运动通过激活Piezo1/AMPK/PGC-1α通路,提高了骨骼肌线粒体质量和功能,促进了蛋白质合成和肌生成,有效缓解了废用性骨骼肌萎缩。
关键词
抗阻运动
压电式机械敏感离子通道组件
1
废用性骨骼肌萎缩
肌生成
Keywords
resistance exercise
piezoelectric
mechanosensitive
ion
channel
component
1(
piezo1
)
disuse-induced skeletal muscle atrophy
myogenesis
分类号
Q445 [生物学—生理学]
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职称材料
题名
小白菊内酯通过抑制Piezo1表达对机械牵张应力作用下软骨细胞凋亡的影响及其机制
被引量:
1
2
作者
马旋
杨开祥
邓海
黄玉成
机构
湖北省武汉市第四医院创伤骨科
湖北省武汉市第四医院关节外科
出处
《吉林大学学报(医学版)》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期1621-1631,共11页
基金
湖北省卫健委青年人才项目(WJ2021Q002)。
文摘
目的:探讨小白菊内酯(PTL)通过调控机械敏感性离子通道蛋白1(Piezo1)表达对机械牵张应力作用下软骨细胞凋亡的影响,并阐明其相关作用机制。方法:按照拉伸性变量将软骨细胞分为0%、5%、10%、15%和20%拉伸组。另取软骨细胞,分为对照组、20%拉伸组、20%拉伸+5μmol·L^(-1)PTL组、20%拉伸+10μmol·L^(-1)PTL组和20%拉伸+20μmol·L^(-1)PTL组。使用Piezo1短发夹RNA(shRNA)干扰慢病毒(sh-Piezo1)或shRNA-NC慢病毒感染软骨细胞,将软骨细胞分为sh-Piezo1组和sh-NC组,另设置空白对照组。另将软骨细胞分为20%拉伸组、20%拉伸+PTL组、20%拉伸+sh-Piezo1组和20%拉伸+sh-Piezo1+PTL组。Hoechst 33258荧光染色观察各组细胞核形态表现,流式细胞术检测各组细胞凋亡率,分光光度法检测各组细胞中含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白酶(Caspase)-3活性,CCK-8法检测各组细胞增殖率,Fluo-4/AM荧光探针法检测各组细胞中钙离子(Ca2+)水平,实时荧光定量PCR(RT-qPCR)法检测各组细胞中Piezo1 mRNA表达水平,Western blotting法检测各组细胞中Piezo1蛋白表达水平。结果:Hoechst 33258荧光染色观察,随着拉伸量逐渐增加,0%、5%、10%、15%和20%拉伸组软骨细胞细胞核呈碎块状致密浓染的软骨细胞数量逐渐增加。流式细胞术检测,与0%拉伸组比较,5%、10%、15%和20%拉伸组软骨细胞凋亡率均明显升高(P<0.01);与对照组比较,20%拉伸组软骨细胞中细胞凋亡率明显升高(P<0.05);与20%拉伸组比较,20%拉伸+5μmol·L^(-1)PTL组、20%拉伸+10μmol·L^(-1)PTL组和20%拉伸+20μmol·L^(-1)PTL组软骨细胞细胞凋亡率均明显降低(P<0.05);与20%拉伸组比较,20%拉伸+PTL组和20%拉伸+sh-Piezo1组软骨细胞凋亡率均明显降低(P<0.05)。分光光度法检测,与0%拉伸组表示,5%、10%、15%和20%拉伸组软骨细胞中Caspase-3活性均明显升高(P<0.01);与对照组比较,20%拉伸组软骨细胞中Caspase-3活性明显升高(P<0.05);与20%拉伸组比较,20%拉伸+5μmol·L^(-1)PTL组、20%拉伸+10μmol·L^(-1)PTL组和20%拉伸+20μmol·L^(-1)PTL组软骨细胞中Caspase-3活性均明显降低(P<0.05);与20%拉伸组比较,20%拉伸+PTL组和20%拉伸+sh-Piezo1组软骨细胞中Caspase-3活性均明显降低(P<0.05)。CCK-8法检测,与0μmol·L^(-1)PTL组比较,40.00、80.00和160.00μmol·L^(-1)PTL组软骨细胞增殖率均明显降低(P<0.05),提示20.00μmol·L^(-1)PTL为最高无毒性作用浓度。Fluo-4/AM荧光探针法检测,与对照组比较,20%拉伸组软骨细胞中Ca2+水平明显升高(P<0.05);与20%拉伸组比较,20%拉伸+5μmol·L^(-1)PTL组、20%拉伸+10μmol·L^(-1)PTL组和20%拉伸+20μmol·L^(-1)PTL组软骨细胞中Ca2+水平均明显降低(P<0.05);与20%拉伸组比较,20%拉伸+PTL组和20%拉伸+sh-Piezo1组软骨细胞中Ca2+水平均明显降低(P<0.05)。RT-qPCR法检测,与空白对照组和sh-NC组比较,sh-Piezo1组软骨细胞中Piezo1 mRNA表达水平明显降低(P<0.05)。Western blotting法检测,与对照组比较,20%拉伸组软骨细胞中Piezo1蛋白表达水平明显升高(P<0.05);与20%拉伸组比较,20%拉伸+5μmol·L^(-1)PTL组、20%拉伸+10μmol·L^(-1)PTL组和20%拉伸+20μmol·L^(-1)PTL组软骨细胞中Piezo1蛋白表达水平均明显降低(P<0.05);与空白对照组和sh-NC组比较,sh-Piezo1组软骨细胞中Piezo1蛋白表达水平明显降低(P<0.05)。结论:PTL可抑制高强度周期性机械牵张应力诱导的软骨细胞凋亡,其作用机制可能与抑制Piezo1介导Ca2+内流引起的细胞凋亡有关。
关键词
小白菊内酯
机械敏感离子通道蛋白
1
机械牵张应力
软骨细胞
细胞凋亡
Keywords
Parthenolide
Piezo type
mechanosensitive
ion
channel
component
1
Mechanical stretch stress
Chondrocytes
Apoptosis
分类号
R681.3 [医药卫生—骨科学]
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职称材料
题名
作者
出处
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被引量
操作
1
抗阻运动激活Piezo1/AMPK/PGC-1α缓解小鼠废用性骨骼肌萎缩
韩东生
梁擎宇
石晓峰
《中国生物化学与分子生物学报》
北大核心
2025
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职称材料
2
小白菊内酯通过抑制Piezo1表达对机械牵张应力作用下软骨细胞凋亡的影响及其机制
马旋
杨开祥
邓海
黄玉成
《吉林大学学报(医学版)》
CAS
CSCD
北大核心
2024
1
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