小鼠骨骼肌细胞提取物的应用

背景^[1-4]

小鼠骨骼肌细胞提取物是从小鼠骨骼肌细胞提取的，小鼠骨骼肌细胞从正常小鼠骨骼肌组织制备，可以直接用于基因克隆，表达图谱分析以及各种分子生物学实验的研究。

骨骼肌（skeletal muscle）又称横纹肌，附着在骨骼上的肌肉，肌肉中的一种。肌细胞的结构特点是细胞内含有大量的肌丝，具有收缩运动的特性，是躯体和四肢运动和体内消化、呼吸、循环、排泄等生理活动的动力来源。肌细胞内的基质称“肌浆”，肌细胞的内质网称肌浆网，肌细胞的细胞膜称“肌膜”。肌纤维之间有少量结缔组织、血管、淋巴管及神经在构成肌肉组织时，各肌肉细胞一般外形为纺锤状乃至纤维状，特称为肌（肉）纤维。

海绵动物虽然缺乏肌肉组织，但硅角海绵类除体表的扁平上皮细胞多少有点收缩性外，在体表流出孔的周围，存在着称为肌细胞（myocyte）的长纺锤形的收缩性细胞。

此外，钙质海绵类的小孔细胞也有收缩性。这些和某种原生动物细胞的整体都能收缩共同构成了肌细胞的萌芽形态。发展到腔肠动物，水螅型的外胚叶细胞层中具有上皮肌细胞，可认为是真肌原纤维。这里最普通的圆柱形上皮细胞，即支柱细胞，基底部延长而成纺锤形，只有这部分存在肌原纤维，它是由体表的上皮细胞向肌细胞分化过程中的形态。至于水母型则已完全成为纺锤形的肌细胞。扁形动物以上的动物已明显分化为皮肌层、器官肌等等。

应用^[5][6]

小鼠骨骼肌细胞提取物可用于Sestrin2/AMPK信号介导骨骼肌细胞自噬在有氧运动改善C57BL/6小鼠胰岛素抵抗过程中的作用研究：

哺乳类和大多脊椎类动物的基因组主要表达3种Sesns亚型,无脊椎动物机体仅表达1种。尤其重要的是,Sesns参与细胞自噬激活,与AMPK/m TORC1信号通路关联密切。自噬作为普遍存在的分解代谢调节机制,通过清除胞内损伤或衰老的细胞器、过量ROS及能量代谢产物,不仅参与维持正常状态下细胞的代谢平衡,也在代谢性疾病发生过程中起着重要作用。

AMPK/m TOR信号通路通过感受细胞内营养与能量水平变化,在调控机体能量代谢与稳态维持过程中至关重要。而且细胞可通过AMPK/m TOR信号通路对一些来源于生长因子、激素水平、营养状态、细胞外环境压力以及细胞内能量应激等一些分子信号的变化进行整合从而实现对细胞自噬水平的调节。作为能量代谢调节的关键介质,AMPK活化通过增强骨骼肌细胞葡萄糖摄取和氧化、增加脂肪酸的氧化率,同时抑制肌糖原合成和促进糖原的分解、抑制骨骼肌蛋白合成等途径,在运动过程中骨骼肌能量代谢的供应与机体内稳态维持调节中发挥着至关重要的作用,且与IR相关代谢性疾病的预防和治疗关系密切。

有氧运动作为细胞自噬的天然“激动剂”,通过自噬激活在维持能量代谢和防治肥胖、T2DM等疾病方面有着独特的优势。尽管目前运动与Sesns表达调控之间的关系并不明确,但Sesns涉及P53,AMPK,m TOR及过氧化物酶信号转导调节的重要过程,提示Sesns参与自噬激活和AMPK促进细胞能量代谢之间的潜在联系。并且,Sesns基因缺失引起的代谢表型改变与长期运动缺乏所致的代谢机能障碍极为相似。

而且,单次抗阻运动及中、高强度的运动可激活细胞AMPK、增加Sesns上游效应蛋白P53的蛋白表达及磷酸化活性,改善增龄性心肌和骨骼肌功能退变而延缓衰老,表明Sesns可能参与运动促进健康的调节过程。此外,单次运动增加骨骼肌细胞Sesn2/3蛋白表达、抑制m TOR/S6K1通路活性,改善细胞胰岛素信号转导。

参考文献

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[3]From physical inactivity to immobilization:Dissecting the role of oxidative stress in skeletal muscle insulin resistance and atrophy[J].Nicolas Pierre,Zephyra Appriou,Gratas-Delamarche Arlette,Frédéric Derbré.Free Radical Biology and Medicine.2015

[4]AMPK and autophagy in glucose/glycogen metabolism[J].Joohun Ha,Kun-Liang Guan,Joungmok Kim.Molecular Aspects of Medicine.2015

[5]Recent Advances in Adipose mTOR Signaling and Function:Therapeutic Prospects[J].Huan Cai,Lily Dong,Feng Liu.Trends in Pharmacological Sciences.2015

[6]李慧阁.Sestrin2/AMPK信号介导骨骼肌细胞自噬在有氧运动改善C57BL/6小鼠胰岛素抵抗过程中的作用研究[D].天津医科大学,2017.