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研究目的:衰老性肌萎缩症(Sarcopenia)作为一种以骨骼肌质量和肌力逐渐减少为特征的增龄性综合征。近年来多种研究发现自噬在Sarcopenia中扮演着重要的角色,自噬活性高低往往影响骨骼肌内环境稳定和生理功能,适当的运动可以诱导自噬或调节自噬的功能状态;此外,运动诱导的自噬是减缓衰老性肌萎缩症最有效的治疗方法。而终生有规律的有氧运动作为一种健康的生活方式,不仅有益身体健康,还能减缓衰老速度。为此,探讨终生有氧运动干预下调控自噬的通路对衰老性肌萎缩的预防、康复与治疗机制、进而阐明自噬在Sarcopenia发生过程中的扮演的关键作用,可为提倡安全适宜的终生运动理念提供有效的理论依据。研究方法:用于构建衰老性肌萎缩模型的3月龄ICR型小鼠通过自然饲养及运动干预55周至17月龄;采用随机分组的方式,将20只小鼠分为两个组:安静对照组(OC)10只和终生有氧运动组(OE)10只。另外10只3月龄ICR小鼠是在自然衰老模型构建成功后直接购入作为青年对照组(YC)。实验动物采用中等强度的有氧运动方式进行55周跑台运动。造模结束后,进行体重秤量,并将所有的实验小鼠颈椎脱臼处死,分别收集左右后肢腓肠肌,测定其重量,并计算腓肠肌/体重比值,来作为肌萎缩率的评价指标;组织标本使用HE染色观察骨骼肌的形态学变化和肌纤维横截面积;Western blot分析细胞自噬、细胞凋亡、线粒体质量控制及蛋白质降解信号通路相关蛋白的表达和变化。研究结果:1.腓肠肌湿重比:与YC组相比,OC组小鼠骨骼肌湿重比明显降低,并且出现了骨骼肌萎缩症状(p<0.001);然而,与OC组相比,OE组小鼠骨骼肌湿重比呈现明显的增加,从而证明终生有氧运动可以有效地延缓骨骼肌的质量下降(p<0.01);2.形态学变化:HE染色:与YC组相比,OC组小鼠腓肠肌肌萎缩细胞增多,表现为肌纤维横截面减小,核内移细胞数量增多;而终生有氧运动干预后,OE组小鼠呈现肌萎缩细胞与细胞核内移数量减少,肌纤维横截面积明显增加。3.Western blot分析:与YC组相比,OC组小鼠骨骼肌细胞自噬相关蛋白Beclin1表达水平、LC3-II/LC3-I比值均显著下降(p<0.01),p62表达水平上升(P<0.01);细胞凋亡相关蛋白Bax,Cleaved-Caspase-3表达显著上升(p<0.001),Bcl-2表达水平显著下降(p<0.001);线粒体自噬相关蛋白Parkin,PINK表达显著降低(p<0.01),线粒体动力学相关蛋白Mfn2,Drp1显著降低(p<0.01,p<0.001);泛素-蛋白酶系统相关蛋白FoxO3a,atrogin-1及MuRF1表达显著上升(p<0.001,p<0.01,p<0.001)。相反,与OC组相比,OE组小鼠骨骼肌细胞自噬相关蛋白Beclin1表达水平、LC3-II/LC3-I比值均显著上升(p<0.001),p62表达水平下降(p<0.001);细胞凋亡相关蛋白Bax,Cleaved-Caspase-3表达显著下降(p<0.001),Bcl-2的表达水平显著上升(p<0.01);线粒体自噬相关蛋白Parkin,PINK表达显著上升(P<0.01),线粒体动力学相关蛋白Mfn2,Drp1显著上升(p<0.01);泛素-蛋白酶系统相关蛋白FoxO3a,atrogin-1及MuRF1表达显著下降(p<0.001,p<0.5,p<0.001)。结论:终生有氧运动可以有效激活骨骼肌细胞自噬,抑制其细胞凋亡,提高线粒体融合与分裂的动态平衡和线粒体自噬,优化线粒体的功能状态,降低泛素-蛋白酶系统过度活化,减少骨骼肌蛋白降解,从而对衰老性肌萎缩症起到预防与延缓的作用。