叉头框蛋白O1介导的自噬途径在抗阻训练缓解低氧诱导大鼠肌萎缩中的作用

作者：付鹏宇; 于晶晶; 龚丽景^*

来源：中国病理生理杂志, 2022, 38(09): 1667-1676.

• 抗阻训练
• 低氧暴露
• 骨骼肌萎缩
• 自噬
• 叉头框蛋白O1

目的：探究抗阻训练对缓解低氧诱导大鼠肌萎缩的作用，以及该过程中叉头框蛋白O1(forkhead box protein O1,FoxO1)介导的自噬途径的调节机制。方法：40只SD大鼠随机分为常氧安静（normoxic control,N）组、常氧训练（normoxic resistance training,R）组、低氧安静（hypoxic control,H）组和低氧训练（hypoxic resistance training,HR）组，每组10只。低氧各组生活在氧浓度为12.4%的低氧房中，训练各组隔天进行递增负重爬梯训练，干预4周。期间记录大鼠的摄食量与体重；干预结束后，测量大鼠体成分；称量趾长伸肌（extensor digitorum longus,EDL）湿重；HE染色观察肌纤维形态并测量纤维横截面积（fiber cross-sectional area,FCSA）；自噬PCR芯片检测自噬相关基因（autophagy-related genes,ATGs）的表达，分析差异基因的功能富集，并与FoxO1进行互作分析，筛选差异基因进行芯片准确性验证；Western blot测试转录因子FoxO1和乙酰化FoxO1(acetylated FoxO1,Ac-FoxO1)的相对蛋白表达。结果：（1）各组摄食量在干预后期趋于接近；干预4周后，HR组体重高于H组；与N组相比，R组大鼠瘦体重百分率和EDL湿重百分率显著升高，H组显著降低，而HR组的都显著高于H组（P<0.05）。H组FCSA较N组显著降低（P<0.05）。（2）与N组相比，H组自噬差异基因表达以上调为主，功能主要富集于自噬囊泡形成等过程；与H组相比，HR组自噬差异基因表达下调，功能富集于自噬与凋亡共调节过程；将差异基因与FoxO1进行互作分析，结果显示与FoxO1有一级调控关系的基因主要富集于自噬与凋亡共调节过程。筛选在R/N组和HR/H组均下调的差异基因组蛋白脱乙酰酶1(histone deacetylase 1,HDAC1)，在R/N组和HR/H组均上调、在H/N组下调的差异基因哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin,mTOR），和H/N组上调的FoxO1一级调控关系的差异基因微管相关蛋白1轻链3A(microtubule-associated protein 1 light chain 3A,MAP1LC3A)进行蛋白表达验证，结果与芯片基本一致；（3）H组FoxO1和Ac-FoxO1蛋白水平及HDAC1/Ac-FoxO1比值显著高于N组，HR组FoxO1蛋白水平和HDAC1/Ac-FoxO1比值显著低于H组（P<0.05）。结论：抗阻训练可通过抑制自噬过程而缓解低氧诱导的大鼠EDL萎缩，FoxO1及其乙酰化修饰在该过程中可能发挥重要作用。

• 单位
  西北工业大学; 北京体育大学