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脾主肌肉,脾虚则肌肉痿废不用,中医脾虚与肌肉萎缩之间关系密切。神经肌肉接头作为连接运动神经元轴突末梢和肌纤维的效应位点,在维持骨骼肌正常生理功能中发挥了重要且独特的作用。本学科以往的研究发现,脾虚证常伴骨骼肌肌力/肌量的减退和神经肌肉接头功能失调,但其在脾虚证中的损伤机制尚未完全阐明。基于上述背景,本研究拟从神经肌肉接头损伤角度探查补中益气汤(方)—脾虚肌萎证(证)相关的现代生物学内涵,对于完善“脾主肌肉”的生理病理学基础和补中益气汤强肌健萎的作用机制具有重要的科学意义。目的:运用“饮食不节+过度疲劳”建立脾虚肌萎证小鼠模型,观察和评价模型小鼠骨骼肌萎缩和神经肌肉接头损伤的形态学变化,在此基础上进一步探查神经肌肉接头结构的局部信号通路异常、神经源性分子和肌源性分子参与调控的证据,以及补中益气汤对上述环节的作用机制。方法:昆明小鼠随机分为正常组、模型组、补中益气汤高、低剂量组,各15只。模型组和补中益气汤高、低剂量组采用“饮食不节+过度疲劳”建立脾虚肌萎证模型,正常组正常饲养,共28天。于实验第15 d开始,补中益气汤高、低剂量组分别按3.8 g/kg·d和1.9g/kg·d给予补中益气汤灌胃,正常组和模型组予等量蒸馏水,1次/d,共14d。各组小鼠:(1)实验第28d测定负重游泳时间和抓握力;(2)实验第29d称量法测定体重、腓肠肌肌湿重,计算肌重体重比,HE切片观测腓肠肌形态,计算平均肌纤维横截面面积和直径;(3)酶联免疫法检测小鼠血清乙酰胆碱(ACh)、脑源性神经营养因子(BDNF),腓肠肌脑源性神经营养因子(BDNF)、肌肉特异性受体酪氨酸激酶(MuSK)、细胞周期蛋白依赖性激酶(Cdk5)、钙蛋白酶1(CAPN1)、钙蛋白酶2(CAPN2)、蛋白激酶C(PKC)、神经营养因子4(NT-4);比色法检测腓肠肌Ca2+、Na+-K+-ATP酶(Na+-K+-ATPase)、Ca2+-Mg2+-ATP酶(Ca2+-Mg2+-ATPase);免疫印迹法测定腓肠肌钙调蛋白(CaM)、钙调神经磷酸酶(CaN)、磷酸化钙调蛋白激酶Ⅱ(p-CaMKⅡ);免疫组化法检测腓肠肌肌肉转录调节因子(MyoD)、肌细胞生成素(MyoG);免疫荧光法检测腓肠肌乙酰胆碱受体(AChR)、突触小泡蛋白(SYP)。结果:与正常组比较,模型组小鼠(1)抓握力、负重游泳时间显著下降(P<0.01);(2)体重、腓肠肌肌湿重、肌湿重/体重均显著下降(P<0.01或P<0.05),腓肠肌肌纤维直径与横截面面积均显著下降(P<0.01),镜下腓肠肌肌纤维排列紊乱,呈块状分布,大小分布不均,肌纤维间隙和肌束间隙明显增宽,肌束边界不清;(3)腓肠肌AChR染色区域面积、终板区域总面积、乙酰胆碱受体分布比率、AChR和SYP表达量、AChR-SYP共表达量均显著下降(P<0.01或P<0.05);血清ACh、BDNF,腓肠肌Na+-K+-ATPase、Ca2+-Mg2+-ATPase、Agrin、MuSK、PKC、CaM、p-CaMKⅡ、BDNF、NT-4、MyoG、MyoD均显著下降(P<0.01或P<0.05),CaN有下降趋势(P=0.051);腓肠肌 Cdk5、CAPN1、CAPN2、Ca2+均显著上升(P<0.01)。与模型组比较,给药组小鼠:(1)高、低剂量组抓握力、负重游泳时间均显著上升(P<0.01);(2)高、低剂量组体重、肌湿重、肌纤维直径与横截面面积均显著上升(P<0.01或P<0.05),低剂量组肌湿重/体重显著上升(P<0.05),低剂量组腓肠肌形态与正常组接近;(3)高、低剂量组腓肠肌AChR染色区域面积、终板区域总面积、AChR和SYP表达量、AChR-SYP共表达量均显著上升(P<0.01或P<0.05);高、低剂量组血清 ACh、BDNF,腓肠肌 Na+-K+-ATPase、Ca2+-Mg2+-ATPase、Agrin、PKC、BDNF、MyoG均显著上升(P<0.01或P<0.05),Ca2+显著下降(P<0.01);高剂量组MuSK、NT-4显著上升(P<0.01或P<0.05),CaM、CaN、MyoD有上升趋势(P=0.063,P=0.078,P=0.069),CAPN1、CAPN2 均显著下降;低剂量组 CaM 显著上升(P<0.05),CaN有上升趋势(P=0.055),Cdk5、CAPN1均显著下降(P<0.01或P<0.05)。结论:脾虚肌萎证模型小鼠的肌肉萎缩伴有神经肌肉接头的损伤,其机制涉及突触局部分子信号通路的异常,神经源性分子及肌源性分子参与其调控,即神经肌肉接头一方面Agrin-LRP4-MuSK和CaM/CaN/CaMKⅡ的表达受抑不利于AChR簇的集聚,另一方面Cdk5/CAPN通路的过度激活促进了 AChR簇的分散和终板的碎片化。此外,钙稳态失衡以及神经源性分子(BDNF、NT-4)和肌源性分子(MyoD、MyoG)的下调加速了神经元轴突末梢的退化、肌肉萎缩和神经肌肉接头的损伤。补中益气汤对脾虚肌萎证模型小鼠有较好的健脾强肌效用,其作用机制涉及改善神经肌肉接头的局部调控机制以促进AChR簇的集聚和稳定,改善神经源性分子和肌源性分子的分泌,调节钙稳态多个方面。