摘要
目的糖尿病性肌少症是糖尿病的常见慢性并发症之一,严重影响患者的运动功能和生活质量,最终可能增加过早死亡的风险,大大增加了社会的负担。目前,糖尿病性肌少症尚无有效的治疗策略。高糖情况下引起的慢性炎症是糖尿病并发症的关键致病因素。有趣的是,我们既往的研究表明炎症在骨骼肌萎缩发病过程中也发挥着不可或缺的影响,抗炎可能是糖尿病肌少症治疗的有效措施。本研究旨在探讨特异性非甾体抗炎药物-塞来昔布对糖尿病引起的骨骼肌萎缩的影响及可能作用机制。 方法 1.利用链脲佐菌素(Streptozotocin,STZ)建立糖尿病诱发的肌少症动物模型。 2.采用转棒试验、后肢拉力检测塞来昔布对糖尿病小鼠骨骼肌功能的影响。 3.通过苏木精-伊红(Hematoxylinandeosin,HE)染色和免疫荧光(Immunofluorescence,IF)染色评估骨骼肌中的炎性浸润情况以及神经肌肉接头的形态结构。 4.采用琥珀酸脱氢酶(Succinodehydrogenase,SDH)染色确定SDH阳性肌纤维的数量。 5.进行二氢乙啶(Dihydroethidium,DHE)染色测定骨骼肌中活性氧(Reactiveoxygenspecies,ROS)的水平。 6.通过WesternBlotting检测骨骼肌中炎症、氧化应激、内质网应激、泛素蛋白酶体和自噬溶酶体水解系统等相关蛋白水平的变化。 7.通过透射电镜评估骨骼肌中线粒体自噬情况。 结果 1.与对照组相比,STZ诱导的糖尿病小鼠骨骼肌发生了明显的萎缩;与糖尿病组相比,塞来昔布显著阻止了STZ诱导的糖尿病小鼠骨骼肌萎缩的发生,改善骨骼肌的功能,保护骨骼肌中的神经肌肉接头。 2.与对照组相比,糖尿病肌萎缩小鼠骨骼肌表现为明显的炎性细胞浸润,尤其是MⅠ型促炎巨噬细胞的浸润,Cox2和PGE2蛋白水平显著上调,炎症因子IL-6和TNF-α的蛋白水平显著上调,NF-κB和Stat3炎性通路以及NLRP3炎症小体通路被激活;与糖尿病组相比,塞来昔布显著减轻了糖尿病肌萎缩小鼠骨骼肌中的炎性浸润情况,减少了Ⅰ型巨噬细胞浸润,抑制了Cox2和PGE2蛋白水平上调,降低了IL-6和TNF-α的蛋白水平,抑制了NF-κB和Stat3炎性通路以及NLRP3炎症小体通路的激活。 3.与对照组相比,糖尿病肌萎缩小鼠骨骼肌中ROS水平显著增加,促ROS产生的Nox2和Nox4蛋白水平显著增加,抗氧化相关的GPX1和Nrf2的蛋白水平显著降低;与糖尿病组相比,塞来昔布显著抑制糖尿病肌萎缩小鼠骨骼肌中氧化应激反应,减少了ROS含量,抑制Nox2和Nox4的蛋白水平的上调,提高GPX1和Nrf2的蛋白水平。 4.与对照组相比,糖尿病肌萎缩小鼠骨骼肌中与内质网应激相关的p-Perk、p-EIF-2α、ATF4和Chop蛋白水平显著上调;与糖尿病组相比,塞来昔布减弱了糖尿病肌萎缩小鼠骨骼肌中内质网应激,显著抑制p-Perk、p-EIF-2α、ATF4和Chop蛋白水平的上调。 5.与对照组相比,糖尿病肌萎缩小鼠骨骼肌中MHC的蛋白水平被显著下调,转录因子Foxo3a、泛素连接酶MAFbx和MuRF1、自噬溶酶体水解系统相关的BNIP3、Beclin1、ATG7、LC3Ⅱ的蛋白水平显著上调;与糖尿病组相比,塞来昔布抑制骨骼肌中MHC水平的下降,以及抑制Foxo3a、MAFbx、MuRF1、BNIP3、Beclin1、ATG7、LC3Ⅱ蛋白水平的上调,抑制了糖尿病肌萎缩小鼠骨骼肌中泛素蛋白酶体和自噬溶酶体水解系统的过度激活。 6.与对照组相比,糖尿病肌萎缩小鼠骨骼肌中线粒体空泡数量增多,维持线粒体生物发生相关的Sirt1和PGC1α蛋白水平显著降低,SDH阳性肌纤维数量减少;与糖尿病组相比,塞来昔布显著提高糖尿病肌萎缩小鼠骨骼肌中Sirt1和PGC1α蛋白水平,减少线粒体空泡化现象,改善了线粒体功能,增加了SDH阳性肌纤维数量。 结论 塞来昔布能够有效地缓解糖尿病性萎缩肌肉中的炎症,减少肌肉内的氧化应激水平,减轻内质网介导的应激状况,进而显著抑制泛素蛋白酶体和自噬溶酶体的过度激活,保护线粒体和神经肌肉接头的形态和功能,最终减轻了糖尿病引起的肌肉萎缩,促进了糖尿病肌少症小鼠的肌肉力量和功能的恢复。