慢性電刺激對成肌分化的C2C12細(xì)胞肌型轉(zhuǎn)換的影響
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《第三軍醫(yī)大學(xué)》 2012年
慢性電刺激對成肌分化的C2C12細(xì)胞肌型轉(zhuǎn)換的影響
歐娜
【摘要】:【背景和目的】 阻塞型睡眠呼吸暫停綜合征(obstructive sleep apnea-hypopnea syndrome, OSAHS)是呼吸科的常見病、多發(fā)病,其特點(diǎn)為睡眠期間反復(fù)發(fā)生上氣道阻塞并引起呼吸暫停。表現(xiàn)為口鼻腔氣流停止而胸腹呼吸動作尚存在。是一種累及多系統(tǒng)并造成多器官損害的睡眠呼吸疾病。有人提出假說,認(rèn)為OSAHS主要由于上呼吸道橫紋肌適應(yīng)性下降,在非清醒狀態(tài)下(如睡眠)不能保持呼吸道的開放。目前認(rèn)為舌根松弛、肥厚或者舌體肥厚導(dǎo)致睡眠期間舌后墜是OSAHS的常見病因之一。頦舌肌是最重要的上氣道擴(kuò)張肌,,其正常收縮使舌體前移,阻止咽腔縮小并對抗氣流阻力,維持氣道通暢。據(jù)臨床和基礎(chǔ)研究證實(shí),頦舌肌功能異?蓪(dǎo)致上氣道陷閉,并且是引發(fā)OSAHS的最主要原因之一,因此,改善頦舌肌功能是有效、合理治療OSAHS的關(guān)鍵所在。 骨骼肌可塑性強(qiáng),多種外界刺激可致其肌纖維構(gòu)成及其功能發(fā)生轉(zhuǎn)變已是不爭的事實(shí),而模仿通常用來支配慢收縮肌的神經(jīng)沖動方式發(fā)展而來的慢性低頻電刺激(Chronic low frequency electrical stimulation, CLFS)就是有效手段之一,我們前期的研究發(fā)現(xiàn)在慢性電刺激后,低壓缺氧兔頦舌肌的肌球蛋白重鏈(myosin heavychain,MHC)“由快向慢”轉(zhuǎn)變(MHC由II型向I型轉(zhuǎn)變),這種轉(zhuǎn)變在低頻復(fù)合生理頻率的電刺激時變化趨勢非常顯著。我們進(jìn)一步的研究表明,CESLPF誘導(dǎo)慢性低壓缺氧兔頦舌肌肌球蛋白重鏈由MHC IIb型向MHC IIa和MHC I型轉(zhuǎn)變,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(SR) Ca~(2+)的攝取-釋放功能顯著增強(qiáng),這種變化在超低頻復(fù)合生理頻率刺激組的變化更加顯著。目前變頻電刺激引起的骨骼肌的肌纖維類型轉(zhuǎn)變機(jī)制尚不明確。鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶(CaN)和Ca~(2+)/鈣調(diào)蛋白依賴的蛋白激酶(CaMK)在骨骼肌肌纖維類型轉(zhuǎn)變通路中起重要作用,但慢性變頻電刺激所致MHC肌型轉(zhuǎn)換是否與此有關(guān)尚未見詳細(xì)報(bào)道。 因此,本研究以小鼠骨骼肌成肌細(xì)胞系C2C12細(xì)胞成肌分化為模型,研究CaN在MHC類型重構(gòu)中的作用,探討慢性變頻電刺激應(yīng)用于臨床治療OSAHS的可能機(jī)制。 【研究方法】 一、建立C2C12細(xì)胞成肌分化模型 1.成肌細(xì)胞C2C12細(xì)胞系在含10%胎牛血清的DMEM增殖培養(yǎng)液(growthmedium, GM)中擴(kuò)增培養(yǎng); 2.待C2C12細(xì)胞生長至70%~80%融合時,改用含2%馬血清的DMEM分化培養(yǎng)液(differentiation medium, DM)誘導(dǎo)C2C12細(xì)胞分化。細(xì)胞培養(yǎng)于37℃,5%CO2,飽和濕度細(xì)胞培養(yǎng)箱中。 二、C2C12肌球蛋白重鏈MHC各亞型肌纖維比例的鑒定 C2C12肌細(xì)胞模型構(gòu)建成功后,采用請PCR和Western-blot分別檢測C2C12細(xì)胞MHC亞型的mRNA和蛋白的表達(dá)。 三、體外低頻復(fù)合生理頻率模型的建立 我們采用自制變頻電刺激儀建立體外低頻復(fù)合生理頻率模型,將經(jīng)馬血清誘導(dǎo)分化的C2C12成肌細(xì)胞分為3組,分別為分化對照組、KN93(6μMol)組和CsA(8μMol)組,電刺激的頻率采用(10+40Hz)進(jìn)行刺激,每天刺激1.5h,共刺激2天。 四、低頻及低頻復(fù)合生理頻率對C2C12MHC亞型表達(dá)的影響 1.采用半定量反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)(Reverse ranscription-polymerase chainreaction,RT-PCR)分析各組C2C12MHC各亞型mRNA表達(dá)的變化 2.采用Western印跡法分析各組兔頦舌肌MHC各亞型蛋白表達(dá)的變化 五、鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶活性的檢測 對鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶活性的檢測采用比色法進(jìn)行。檢測方法按照CaN活性比色法定量檢測試劑盒說明書進(jìn)行。 【研究結(jié)果】 1.成肌細(xì)胞C2C12經(jīng)過誘導(dǎo)分化后出現(xiàn)肌管,細(xì)胞分化好,說明我們建立的成肌分化模型成功。 2.RT-PCR和Western-blot檢測結(jié)果顯示:分化對照組MHCⅠ型和MHCⅡ型均有表達(dá),KN93及CSA組MHCⅠ型明顯被抑制。 3. RT-PCR檢測結(jié)果顯示,低頻及低頻復(fù)合生理頻率電刺激后,10Hz電刺激時,CsA組和KN93組細(xì)胞MHC I的mRNA表達(dá)均有顯著降低(P0.05),以CsA組MHCI的表達(dá)降低最為明顯;當(dāng)采用復(fù)合生理頻率刺激時,CsA和KN93對MHC I表達(dá)的抑制作用被完全逆轉(zhuǎn),與正常對照組相比無顯著差異(P0.05) 4.Western-blot檢測結(jié)果顯示:抑制劑KN93和CsA處理后,MHC I的表達(dá)顯著降低,MHC IIb顯著增加;CsA組經(jīng)低頻復(fù)合生理頻率電刺激可以抑制MHC IIb的表達(dá),但對MHC I的提升不明顯,該結(jié)果與PCR檢測結(jié)果一致。 5. CsA可以顯著抑制CaN的酶活性。在C2C12細(xì)胞經(jīng)復(fù)合生理頻率刺激后,CaN的活性有所提高,但仍低于對照組(P0.05)。 【全文結(jié)論】 1.成肌細(xì)胞C2C12可以分化成肌管,是體外研究骨骼肌成肌細(xì)胞增殖、分化和功能理想的研究模型; 2.KN93及CsA兩種抑制劑可以抑制MHCI型的表達(dá),這種現(xiàn)象對以后研究成肌細(xì)胞的分化及轉(zhuǎn)型是有幫助的; 3.低頻復(fù)合生理頻率電刺激可以逆轉(zhuǎn)CsA及KN93對MHCI型的抑制作用。這種變化可能緣于慢性電刺激所致的肌纖維類型轉(zhuǎn)變及其相應(yīng)MHC亞型合成改變; 4.低頻復(fù)合生理頻率電刺激能夠部分逆轉(zhuǎn)CsA抑制CaN活性之后導(dǎo)致的C2C12骨骼肌細(xì)胞內(nèi)肌球蛋白的類型改變,同時CESLPF還能增強(qiáng)C2C12肌細(xì)胞內(nèi)CaN的活性; 5.低頻復(fù)合生理頻率慢性電刺激有望成為一種針對OSAHS的新的治療手段,但在臨床上的具體應(yīng)用還有待進(jìn)一步研究。
【關(guān)鍵詞】:
【學(xué)位授予單位】:第三軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2012
【分類號】:R56
【目錄】:
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本文關(guān)鍵詞:慢性電刺激對成肌分化的C2C12細(xì)胞肌型轉(zhuǎn)換的影響,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號:202489
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