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.2011年6月8日；13(6):627-38.
doi:10.1016/j.cmet.2011.03.020。

人类骨骼肌萎缩的mRNA表达特征确定了一种增加肌肉质量的天然化合物

史蒂文·德孔克尔（Steven D Kunkel） 1, 曼尼什·苏内加, 斯科特·M·埃伯特, Kale S Bongers公司, 丹尼尔·福克斯, 莎伦·马尔姆伯格, Fariborz Alipour公司, 理查德·克希尔兹, 克里斯托弗·亚当斯
附属公司

人类骨骼肌萎缩的mRNA表达特征确定了一种增加肌肉质量的天然化合物

史蒂文·德孔克尔（Steven D Kunkel）等。 单元格元. .

摘要

骨骼肌萎缩是一种常见的衰弱性疾病，缺乏药物治疗。为了开发潜在的治疗方法，我们在人类和小鼠肌肉中鉴定了63个受禁食调节的mRNA，在人类肌肉中鉴定出29个受禁餐和脊髓损伤调节的mRNAs。我们使用肌肉萎缩的这两个无偏见的mRNA表达特征来查询连接图，连接图将熊果酸作为一种化合物，其特征与萎缩诱导应激的特征相反。熊果酸是一种富含苹果的天然化合物，可减少小鼠的肌肉萎缩并刺激肌肉肥大。它通过增强骨骼肌胰岛素/IGF-I信号传导和抑制萎缩相关骨骼肌mRNA表达来实现这一目的。重要的是，熊果酸对肌肉的影响伴随着肥胖、空腹血糖、血浆胆固醇和甘油三酯的降低。这些发现确定了肌肉萎缩和其他代谢性疾病的潜在治疗方法。

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数字

图1
图1。禁食对健康成人骨骼肌mRNA表达的影响
（A） 研究设计。表（插入）显示了基线循环代谢和炎症标志物。图表显示了血糖和胰岛素水平。数据为七名研究对象的平均值±SEM。在某些情况下，误差条太小而看不见。（B） 典型的快速反应人类骨骼肌mRNA及其对数的禁食效应2杂交信号，由Affymetrix Human Exon 1.0 ST阵列评估。在每个受试者中，空腹信号被标准化为来自同一受试者的非空腹信号。数据为7名受试者的平均值±SEM。P（P）对于所示的所有mRNA，通过配对t检验≤0.02。558个快速响应mRNA的完整集合如表S1所示。另请参见图S1。
图2
图2。熊果酸对禁食诱导骨骼肌萎缩抑制作用的鉴定
（A） 用于查询连接图的人类和小鼠肌肉常见的快速调节mRNA。入选标准为：P（P）禁食人体肌肉中≤0.02（通过t检验），P（P）禁食小鼠肌肉中≤0.05（通过t检验），且HG-U133A阵列上存在互补探针。（B） 连接图实例（或数据集），按化合物和细胞系排序，与禁食对人类和小鼠肌肉的影响具有最显著的正相关和负相关。在y轴上表示的连接性得分是相关性强度的度量（Lamb等人，2006年）。P（P）对于所示的所有化合物，<0.004。（C-D和F-H）小鼠通过腹腔注射给予二甲双胍（250 mg/kg）、熊果酸（200 mg/kg）或同等体积的溶媒，然后禁食。禁食12小时后，再次注射二甲双胍、熊果酸或溶媒。禁食24小时后，测量血糖并采集肌肉。（C-D）二甲双胍（C）和熊果酸（D）对空腹血糖的影响。数据为16只小鼠的平均值±SEM。（E） 24小时禁食（相对于自由进食）对下肢骨骼肌（双侧胫骨前肌（TA）、腓肠肌和比目鱼肌）湿重的影响。（F-G）二甲双胍（F）和熊果酸（G）对禁食后下肢肌肉重量的影响。（H） 熊果酸对阿奇金-1和MuRF1号机组禁食小鼠TA肌肉中的mRNA水平。数据被标准化为车辆处理小鼠的水平，设置为1。（E-H）每个数据点代表一个鼠标，水平条表示平均值。（C-H）P（P）-使用非配对t检验确定数值。另见表S2。
图3
图3。熊果酸抑制神经失能性骨骼肌萎缩的鉴定
（A） 用于查询连接图的人类肌肉中的mRNA被禁食和SCI改变。纳入标准为：P（P）禁食人体肌肉中≤0.02（通过t检验），P（P）未经训练的瘫痪肌肉（通过t检验）≤0.05，且HG-U133A阵列上存在互补探针。（B） 连接图实例与人类肌肉中禁食和脊髓损伤的影响具有最显著的正相关和负相关。P（P）对于所示的所有化合物，<0.005。（C-E）第0天，C57BL/6小鼠的左后肢通过切断左侧坐骨神经而失神经。然后通过腹腔注射给小鼠注射熊果酸（200 mg/kg）或等量的单用溶媒（玉米油），每天两次，连续七天。第7天，采集肌肉进行分析。（C） 左（失神经）下肢肌肉的重量标准化为同一只小鼠右（神经）下肢肌的重量。每个数据点表示一个鼠标，水平条表示平均值。P（P）-该值通过非配对t检验确定。（D-E）熊果酸对失神经腓肠肌（D）和TA（E）骨骼肌纤维直径的影响。数据来自每种情况下>2500条肌肉纤维；P（P）通过非配对t检验<0.0001。另见表S3。
图4
图4。熊果酸诱导骨骼肌肥大
在测量握力和采集组织之前，让小鼠随意食用添加0.27%熊果酸（熊果酸饮食）的标准食物（对照饮食）或标准食物5周。（A-C）熊果酸对下肢肌肉重量（A）、股四头肌重量（B）和上肢肌肉（三头肌和二头肌）重量（C）的影响。每个数据点表示一个鼠标，水平条表示平均值。（D） 熊果酸对骨骼肌纤维大小分布的影响。每个分布代表7只动物的>800个三头肌肌纤维的测量值（>100个测量值/只动物）；P（P）<0.0001。（E） 熊果酸对峰值握力的影响，按体重标准化。每个数据点表示一个鼠标，水平条表示平均值。非正常握力数据为157±9克（对照饮食）和181±6克（熊果酸饮食）(P（P）= 0.04). 另请参见图S2。
图5
图5。熊果酸通过抑制萎缩基因表达、诱导营养基因表达和增强骨骼肌IGF-I信号传导促进肌肉生长
（A-B）在收获组织之前，让小鼠随意食用添加0.27%熊果酸（熊果酸饮食）的标准食物（对照饮食）或标准食物5周。（A） 熊果酸引起的日志变化2通过Affymetrix Mouse Exon 1.0 ST阵列评估骨骼肌mRNA的杂交信号。n=4组/日粮；每个阵列评估了从两只小鼠收集的腓肠肌RNA。已为筛选数据P（P）通过非配对t检验和对数，≤0.0052杂交信号≥8。表显示了饮食中熊果酸诱导或抑制最多的前6种信使核糖核酸。（B） 熊果酸对IGF1级,阿奇金-1和多路复用器射频1mRNA水平，通过qPCR评估。数据为平均值±SEM。（C）在测量血浆IGF-I水平之前，让小鼠随意食用标准食物（对照饮食）或补充指定浓度熊果酸的标准食物7周。每个数据点表示一个鼠标，水平条表示平均值。P（P）-通过单因素方差分析（ANOVA）和邓内特（Dunnett）后验确定数值。（D-E）给小鼠提供16周的标准食物（对照饮食）或补充0.27%熊果酸的标准食物。对股四头肌的总蛋白提取物进行SDS-PAGE，然后进行磷酸化和总Akt的免疫印迹分析，如图所示。（D） 代表性免疫印迹。（E） 在每只小鼠中，磷酸化Akt的水平被标准化为总Akt的水平。然后将这些比率标准化为对照小鼠的平均磷酸化Akt/总Akt比率。数据为每种饮食中9只小鼠的平均值±SEM。P（P）-值通过非配对t检验确定。如图所示，在没有或存在熊果酸（10μM）和/或IGF-I（10 nM）的情况下处理（F-K）缺乏血清的C2C12肌管。对于IGF-I受体的研究，2分钟后采集细胞，用抗IGF-Iβ受体抗体对蛋白提取物进行免疫沉淀，然后用抗磷酸酪氨酸或抗IGF-1β受体抗体进行免疫印迹分析，以分别评估磷酸和总IGF-I接受器。对于其他研究，在添加熊果酸和/或IGF-I 20分钟后采集细胞，并使用总细胞蛋白提取物和针对所示磷酸化或总蛋白的抗体进行免疫印迹分析。（F-H）代表性免疫印迹显示熊果酸对IGF-I介导的Akt（F）、S6K（G）和IGF-I受体（H）磷酸化的影响。（一） 量化熊果酸对IGF-I受体、Akt和S6K的IGF-I依赖性磷酸化的影响。熊果酸和IGF-I存在时的水平归一化为单独存在IGF-I时的水平，设置为1，用虚线表示。数据是来自≥3个实验的平均值±SEM。（J-K）熊果酸增强IGF-I介导的ERK（J）和FoxO3a/FoxO1（K）的磷酸化。另请参见表S4和图S3。
图6
图6。熊果酸降低脂肪
（A-B）在采集组织进行分析之前，为小鼠提供7周的随机标准食物，补充指定浓度的熊果酸。数据为每种饮食10只小鼠的平均值±SEM。（A） 熊果酸对骨骼肌（四头肌+三头肌）、附睾脂肪、腹膜后脂肪和心脏重量的影响。P（P）-肌肉的数值（通过单因素方差分析和线性趋势后验确定）为<0.001；附睾和腹膜后脂肪分别为0.01和0.04；心脏0.46。（B） 食用熊果酸指示浓度7周前后的总体重。P（P）-初始重量和最终重量的值分别为0.71和0.80。（C-F）如图4所示，小鼠可以随意食用标准食物（对照饮食）或补充0.27%熊果酸（熊果酸饮食）的标准食物5周。（C） 骨骼肌重量（股四头肌、三头肌、二头肌、TA、腓肠肌和比目鱼肌）与腹膜后脂肪重量的关系。每个数据点代表一个鼠标。P（P）通过非配对t检验，肌肉和脂肪均<0.001。（D） 腹膜后脂肪的典型H&E染色。（E） 熊果酸对腹膜后脂肪细胞平均直径的影响。每个数据点代表一只小鼠腹膜后脂肪细胞≥125个的平均直径。（F） 熊果酸对腹膜后脂肪细胞大小分布的影响。每个分布代表来自（E）的脂肪细胞综合测量值（每餐>1000）。（G-H）按照（A-B）中的方法喂养小鼠。（G） 血浆瘦素。每个数据点表示一个鼠标，水平条表示平均值。P（P）-通过t检验确定数值。（H） 脂肪重量与血浆瘦素的关系。每个数据点代表一个鼠标。（I-J）在测量血浆甘油三酯（I）和胆固醇（J）之前，按照（C-F）中的方法喂养小鼠。每个数据点表示一个鼠标，水平条表示平均值。P（P）-数值通过非配对t检验确定。另请参见图S4。
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    1. Adams GR，Haddad F.骨骼肌肥大期间IGF-1、DNA含量和蛋白质积累之间的关系。J.应用。生理学。1996;81:2509–2516.-公共医学
    1. Adams GR，Haddad F，Baldwin KM.超载大鼠骨骼肌肌发生标记物变化的时间进程。J.应用。生理学。1999;87:1705–1712.-公共医学
    1. Bodine SC、Latres E、Baumhueter S、Lai VK、Nunez L、Clarke BA、Poueymirou WT、Panaro FJ、Na E、Dharmarajan K、Pan ZQ、Valenzuela DM、DeChiara TM、Stitt TN、Yancopoulos GD、Glass DJ。骨骼肌萎缩所需泛素连接酶的鉴定。科学。2001年a；294:1704–1708.-公共医学
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