基于NMR代谢组学研究丙谷二肽补充对能量剥夺诱导损伤的C2C12细胞的影响

发布时间：2020-06-21 05:58

【摘要】：骨骼肌是人体最具活力和可塑性的组织器官,其功能和代谢的改变在疾病的发生和预防中起着关键作用。在许多常见疾病中,肌肉发生功能障碍,运动也可能造成骨骼肌损伤。损伤肌肉的修复和再生是多因素作用的复杂的生理过程,涉及多个信号通路。了解肌肉功能障碍和肌肉损伤的发生发展机制,寻找有效的干预或补救措施以促进肌肉再生,对治疗疾病和运动相关的肌肉损伤具有重要意义。细胞代谢组学可将多种数据分析方法和高通量检测技术相结合,用于考察细胞受到药物干预后产生的内源性代谢物的变化,进而揭示药物在细胞内的作用机理。骨骼肌卫星细胞(成肌细胞)对肌肉的生长、修复和再生至关重要,本文采用基于NMR技术的细胞代谢组学方法,比较分析丙谷二肽(Ala-Gln)、游离谷氨酰胺(Gln)和丙氨酸(Ala)补充逆转能量剥夺(葡萄糖和谷氨酰胺匮乏)诱导损伤的C2C12成肌细胞的作用效果及作用分子机制。本文研究发现Ala-Gln、Gln和Ala补充都能促进受损C2C12成肌细胞的分化能力,而只有Ala-Gln补充可提高受损细胞的增殖能力。Ala-Gln补充可部分逆转C2C12细胞受能量剥夺扰动的代谢特征,并且表现出比Ala补充和Gln补充更显著的作用效果。我们的研究结果表明,Ala-Gln补充主要从以下几个方面对C2C12细胞代谢产生影响:(1)促进C2C12细胞增殖及胞内MyoDl蛋白的合成;(2)上调C2C12细胞内磷酸肌酸水平(PCr,肌肉ATP储存形式);(3)可维持C2C12细胞内TCA循环回补通量;(4)通过促进GSH生物合成增强以C2C12细胞的抗氧化能力;(5)通过抑制甘油磷脂代谢来稳定细胞脂质膜。本论文阐明了补充Ala-Gln对能量剥夺诱导损伤的C2C12细胞的多重效应,提出Ala-Gln不仅仅是公认的临床肠外营养补充剂,还可能作为治疗肌肉疾病和运动相关肌肉损伤的补充剂,进而在肌肉疾病和损伤治疗中得到广泛的应用。
【学位授予单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R68
【图文】：

１．１．１骨骼肌结构逡逑骨骼肌的架构由特定而又具有良好排列的肌纤维和相关结缔组织构成。在整逡逑个肌肉水平上，肌肉的大小主要由个体肌纤维的数量和大小决定。如图１．１所示，逡逑一个独立的肌肉被一层结缔组织包围，这个结缔组织被称为外胚层。肌肉内的一逡逑组肌纤维排列成束，并被称为肌束膜的另外一层结缔组织包围，从而形成肌纤维逡逑束。逡逑肌纤维是一种沿肌肉长度延伸的多核细胞，可以萎缩或肥大。由于肌纤维的逡逑这种特性，使得骨骼肌成为一种高度稳定的组织，且具有很强的适应各种需求的逡逑能力［４］。不考虑水的含Ｍ的话，单个肌肉纤维几乎由约８０％的蛋白质（收缩、调逡逑节和细胞骨架蛋白）以及大约８％的肌浆共同组成［５］。申．个肌肉纤维直径近似１００逡逑ｐｎ、长度约为ｌｃｍ，被细胞膜或肌纤维膜包围［６，７］。而与肌纤维膜有相关的几种逡逑蛋白质复合物，特别是存在于细丝中的肌动蛋白（Ａｃｔｉｉｉ），与内部肌丝结构进行逡逑的是物理连接。这些蛋白质任意一种的缺失（部分或完全）或功能障碍可能导致逡逑肌纤维膜损坏、肌肉无力和萎缩。例如

图１．２肌肉卫星细胞的细胞周期调控［３８］。逡逑Ｆｉｇ．邋１．２邋Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｃｅｌｌ邋ｃｙｃｌｅ邋ｉｎ邋ｓａｔｅｌｌｉｔｅ邋ｃｅｌｌｓ．逡逑如图１．２所示，在静止的成人肌肉中，卫星细胞以休眠状态存在，称为静止逡逑５逡逑

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本文编号：2723630