有氧运动对小鼠肌肉干细胞衰减和相关表型的影响及细胞周期调控研究
发布时间：2021-11-15 13:00
肌肉干细胞（muscle stem cells,MuSCs）是肌肉组织中的成体干细胞,对修复肌纤维损伤,减缓骨骼肌衰老有着重要作用。积极的体育锻炼是维持骨骼肌功能的主要方式,这是否是因为运动维持了肌肉干细胞的正常状态,而肌肉干细胞的增加对骨骼肌的功能是否亦有帮助,这些问题目前仍不是十分清楚。随着当代人口寿命的延长,运动功能障碍已成为影响老年人群生活质量的重要原因,如何合理的利用运动锻炼长期维护骨骼肌健康直到老年,并掌握肌肉干细胞的增殖（细胞周期）特性来为其潜在的医疗应用价值提供依据,是本课题的研究初衷。目的:研究中等强度有氧运动对不同生命阶段小鼠肌肉干细胞数量和增殖能力的影响,分析肌肉干细胞数量、肌核数量与肌肉质量、肌力、肌纤维横截面积等表型指标之间的关系,探讨运动通过影响肌肉干细胞而减缓骨骼肌衰老的细胞周期调控机制,为深入研究运动抵抗机体运动功能衰老的作用提供新的思路。同时,建立单肌纤维培养、分析技术与小动物骨骼肌功能测试方法,为以应用动物模型的运动科学基础研究提供相应技术支持。方法:研究采用BALB/c品系雄性小鼠,分为5个组别系列,安静对照组（C组）、6-12周龄运动组（Q组）、...
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：183 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
1-1卫星细胞（肌肉干细胞）的解剖位置[34]
华东师范大学博士学位论文16直接接触的细胞为环境以外，肌肉干细胞邻近的间质细胞、运动神经元、血管以及相关分泌的各种活性因子都有可能具有调节肌肉干细胞活动的功能和影响肌肉的再生，下文就一些重要调节因素具体阐述。图1.2.5-1肌肉干细胞微环境[116]肌肉干细胞（卫星细胞）被网状结构的基底膜包被（Basallamina），肌肉干细胞的活动由微环境（niche）中的各种信号蛋白所调控，同时还受到邻近的肌纤维、毛细血管、间质细胞、免疫细胞等分泌的可扩散细胞因子、生长因子等的调控。1.2.5.1HGF与肌肉干细胞增殖、分化调节肝细胞生长因子（HGF）又称离散因子（scatterfactor）是其α和β两个异质亚基的二聚体，两者都是由单链非活性前体（pro-HGF）加工而成。HGF通过促进细胞的有丝分裂、细胞运动和血管等组织的生成作用对细胞生长、迁移和器官形态发生均至关重要[117,118]。在骨骼肌中，HGF在肌肉再生的早期阶段起作用，是肌肉干细胞的关键激活因子之一，在完整的肌肉中，可以在肌肉干细胞中检测到较低水平的HGF的mRNA，但在成纤维细胞中不能检测到，这表明肌肉干细胞具有自分泌HGF功能[109,119-121]。大多数活性和非活性形式的HGF被基底膜内的硫酸乙酰肝素蛋白聚糖（HSPGs）分隔开，受到损伤后，HGF的转录随着损伤程度的增加而增加，并且以活性HGF形式从细胞外基质中释放出来，而不需要pro-HGF的蛋白水解分解[109,122,123]。体外和体内研究表明，肌纤维拉伸或损伤后，
华东师范大学博士学位论文39立存在，受Myod的正调控，而p57转录激活是由Myod通过p73（一个p53蛋白依赖家族）结合Erg1和Sp1诱导[383,384]。图1.3.2-1肌肉干细胞的细胞周期[116]肌肉干细胞长期维持在非增殖的G0期状态同时表达Pax7，当骨骼肌急性损伤或慢性萎缩时，肌肉干细胞被激活进入细胞周期，同时伴随着代谢的变化从脂肪酸氧化途径进入糖酵解氧化途径。增殖后的肌肉干细胞中一些不可逆的退出细胞周期，分化，终融合再生成肌纤维，还有一些则自我更新并恢复到静止状态。1.3.3p16INK4a与肌肉干细胞的衰老p16INK4a作为一种CKI，除了细胞周期当中的抑制作用以外，近些年，p16对干细胞衰老的关键作用逐渐被实验研究所证明，Janzen等人发现p16的增加与造血干细胞的老化相关。老年小鼠造血干细胞（haematopoieticstemcells，HSCs）的再生活性降低，自我更新和归巢能力下降，骨髓分化偏斜，细胞凋亡增加，研究发现p16的表达水平随年龄在造血干细胞中增加，p16增龄性的积累与HSC的功能相关，在缺乏p16的情况下，HSC再生障碍和细胞凋亡得到缓解，从而提高了细胞的应激耐受性和连续移植的存活率，抑制p16表达可以改善衰老对干细胞的影响，促进衰老组织的损伤修复[385]。除了在造血干细胞中发现p16在与其衰老有关以外，在衰老的肌肉干细胞中
【参考文献】：
期刊论文
[1]NPAT分子的调控机制[J]. 王飞亚,从晓霞,刘玉芬,周以侹,郑莉灵. 中国细胞生物学学报. 2017(06)
[2]不同强度耐力运动对骨骼肌质量的影响:自噬与衰老[J]. 邱守涛,崔迪,付绍婷,张蕴琨,陈彩珍,卢健. 沈阳体育学院学报. 2015(01)
[3]有氧运动抗衰老作用研究进展[J]. 何敬和,刘冠男,常震,姚丽. 中国康复. 2012(01)
[4]5种松树针叶解剖结构的数量分析[J]. 赵昱,刘占林. 西北林学院学报. 2010(02)
[5]自由基与衰老的研究进展[J]. 李素云,王立芹,郑稼琳,刘晓倩. 中国老年学杂志. 2007(20)
[6]运动强度与端粒酶表达及心肌细胞受损的关系[J]. 梅凌,扈盛,胡亚哲. 中国组织工程研究与临床康复. 2007(29)
[7]SPF级近交系BALB/c小鼠的体重、体长、尾长和脏器系数的测定[J]. 黄小红,赵伟健,黄小琼,赵士海,许竞辉,饶子亮. 中国兽医杂志. 2007(07)
[8]细胞周期调控的研究进展[J]. 高燕,林莉萍,丁健. 生命科学. 2005(04)
[9]细胞凋亡与衰老关系的研究[J]. 李坚,王艾琳,孟繁军. 北华大学学报(自然科学版). 2005(01)
[10]有氧运动训练对增龄小鼠线粒体DNA缺失的影响[J]. 陈彩珍,卢健. 中国运动医学杂志. 2002(04)
本文编号：3496828
【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：183 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
1-1卫星细胞（肌肉干细胞）的解剖位置[34]
华东师范大学博士学位论文16直接接触的细胞为环境以外，肌肉干细胞邻近的间质细胞、运动神经元、血管以及相关分泌的各种活性因子都有可能具有调节肌肉干细胞活动的功能和影响肌肉的再生，下文就一些重要调节因素具体阐述。图1.2.5-1肌肉干细胞微环境[116]肌肉干细胞（卫星细胞）被网状结构的基底膜包被（Basallamina），肌肉干细胞的活动由微环境（niche）中的各种信号蛋白所调控，同时还受到邻近的肌纤维、毛细血管、间质细胞、免疫细胞等分泌的可扩散细胞因子、生长因子等的调控。1.2.5.1HGF与肌肉干细胞增殖、分化调节肝细胞生长因子（HGF）又称离散因子（scatterfactor）是其α和β两个异质亚基的二聚体，两者都是由单链非活性前体（pro-HGF）加工而成。HGF通过促进细胞的有丝分裂、细胞运动和血管等组织的生成作用对细胞生长、迁移和器官形态发生均至关重要[117,118]。在骨骼肌中，HGF在肌肉再生的早期阶段起作用，是肌肉干细胞的关键激活因子之一，在完整的肌肉中，可以在肌肉干细胞中检测到较低水平的HGF的mRNA，但在成纤维细胞中不能检测到，这表明肌肉干细胞具有自分泌HGF功能[109,119-121]。大多数活性和非活性形式的HGF被基底膜内的硫酸乙酰肝素蛋白聚糖（HSPGs）分隔开，受到损伤后，HGF的转录随着损伤程度的增加而增加，并且以活性HGF形式从细胞外基质中释放出来，而不需要pro-HGF的蛋白水解分解[109,122,123]。体外和体内研究表明，肌纤维拉伸或损伤后，
华东师范大学博士学位论文39立存在，受Myod的正调控，而p57转录激活是由Myod通过p73（一个p53蛋白依赖家族）结合Erg1和Sp1诱导[383,384]。图1.3.2-1肌肉干细胞的细胞周期[116]肌肉干细胞长期维持在非增殖的G0期状态同时表达Pax7，当骨骼肌急性损伤或慢性萎缩时，肌肉干细胞被激活进入细胞周期，同时伴随着代谢的变化从脂肪酸氧化途径进入糖酵解氧化途径。增殖后的肌肉干细胞中一些不可逆的退出细胞周期，分化，终融合再生成肌纤维，还有一些则自我更新并恢复到静止状态。1.3.3p16INK4a与肌肉干细胞的衰老p16INK4a作为一种CKI，除了细胞周期当中的抑制作用以外，近些年，p16对干细胞衰老的关键作用逐渐被实验研究所证明，Janzen等人发现p16的增加与造血干细胞的老化相关。老年小鼠造血干细胞（haematopoieticstemcells，HSCs）的再生活性降低，自我更新和归巢能力下降，骨髓分化偏斜，细胞凋亡增加，研究发现p16的表达水平随年龄在造血干细胞中增加，p16增龄性的积累与HSC的功能相关，在缺乏p16的情况下，HSC再生障碍和细胞凋亡得到缓解，从而提高了细胞的应激耐受性和连续移植的存活率，抑制p16表达可以改善衰老对干细胞的影响，促进衰老组织的损伤修复[385]。除了在造血干细胞中发现p16在与其衰老有关以外，在衰老的肌肉干细胞中
【参考文献】：
期刊论文
[1]NPAT分子的调控机制[J]. 王飞亚,从晓霞,刘玉芬,周以侹,郑莉灵. 中国细胞生物学学报. 2017(06)
[2]不同强度耐力运动对骨骼肌质量的影响:自噬与衰老[J]. 邱守涛,崔迪,付绍婷,张蕴琨,陈彩珍,卢健. 沈阳体育学院学报. 2015(01)
[3]有氧运动抗衰老作用研究进展[J]. 何敬和,刘冠男,常震,姚丽. 中国康复. 2012(01)
[4]5种松树针叶解剖结构的数量分析[J]. 赵昱,刘占林. 西北林学院学报. 2010(02)
[5]自由基与衰老的研究进展[J]. 李素云,王立芹,郑稼琳,刘晓倩. 中国老年学杂志. 2007(20)
[6]运动强度与端粒酶表达及心肌细胞受损的关系[J]. 梅凌,扈盛,胡亚哲. 中国组织工程研究与临床康复. 2007(29)
[7]SPF级近交系BALB/c小鼠的体重、体长、尾长和脏器系数的测定[J]. 黄小红,赵伟健,黄小琼,赵士海,许竞辉,饶子亮. 中国兽医杂志. 2007(07)
[8]细胞周期调控的研究进展[J]. 高燕,林莉萍,丁健. 生命科学. 2005(04)
[9]细胞凋亡与衰老关系的研究[J]. 李坚,王艾琳,孟繁军. 北华大学学报(自然科学版). 2005(01)
[10]有氧运动训练对增龄小鼠线粒体DNA缺失的影响[J]. 陈彩珍,卢健. 中国运动医学杂志. 2002(04)
本文编号：3496828
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