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.2012年12月；53(12):2610-9.
doi:10.1194/jlr。M029355。 Epub 2012年10月1日。

骨骼肌Nur77表达增强氧化代谢和底物利用

莉莉·C·超 1, 凯文·沃布列夫斯基, 奥尔加·R·伊尔卡耶娃, 罗伯特·史蒂文斯, 詹姆斯·贝恩, 格雷琴·A·迈耶, 西蒙·申克, 莱昂内尔·马丁内斯, 劳伦特·弗格内斯, 维亨A Narkar, 布莱恩·德鲁, 辛西娅·洪, 里玛·博亚杰, 安德烈亚·勒·海德思, 罗纳德·M·埃文斯, 凯伦·雷厄, 梅丽莎·斯宾塞, 克里斯托弗·纽加德, 彼得·托托尼奥斯
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骨骼肌Nur77表达增强氧化代谢和底物利用

莉莉·C·超等。 脂质研究杂志. 2012年12月.

摘要

线粒体功能障碍与2型糖尿病的发病机制有关。识别线粒体生物能量学的新型调节器将拓宽我们对协调复杂代谢途径的调节检查点的理解。我们之前的研究表明，NR4A家族的孤儿核受体Nur77调节与葡萄糖利用相关的基因的表达。在这里，我们证明骨骼肌中Nur77的表达也增强了线粒体功能。我们培育了MCK-Nur77转基因小鼠，该小鼠在骨骼肌中特异表达野生型Nur77。Nur77过度表达的肌肉增加了氧化肌纤维的丰度和线粒体DNA的含量。转基因肌肉还表现出氧化代谢增强，表明线粒体活性增加。代谢组学分析证实，Nur77转基因肌肉更倾向于脂肪酸氧化而非葡萄糖氧化，这与禁食的代谢模式相似。Nur77的表达也改善了孤立线粒体的固有呼吸能力，这可能是由于电子传递链复合物I的丰度增加所致。线粒体代谢的这些变化转化为体内外肌肉收缩功能的改善和体内耐寒性的提高。我们的研究概述了Nur77在骨骼肌氧化代谢和线粒体活性调节中的新作用。

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数字

图1。
图1。
骨骼肌中Nur77的表达。A、 B、D、E：通过定量PCR测量EDL肌肉的基因表达（A组中规定的除外）。面板A插图中的数字表示相对于野生型EDL的折叠变化。C： 腓肠肌裂解物的乳酸浓度。n=面板A的4–8；对于所有其他面板，n=7–9。所有小鼠均为雄性。所有表达均归一化为36B4。WT，野生型；TG，转基因*P（P）< 0.05; **P（P）< 0.01; ***P（P）< 0.001.
图2。
图2。
MCK-Nur77转基因肌肉的肌纤维组成和线粒体含量。A： 通过定量PCR测量足底肌中快速和慢速抽动纤维的标记基因的表达（n=7-9，男性）。B： 年龄和性别匹配的野生型与转基因小鼠的代表性图像。这里显示的老鼠是雌性的，12个月大。C： 线粒体（D-loop）DNA含量归一化为白色腓肠肌的核DNA（Tert）含量（n=6-7；男性）。D： 用对照（GFP）或Nur77腺病毒转导的C2C12肌管的线粒体DNA含量。误差条代表SD.E：跖骨线粒体生物发生基因的表达。F：跖骨Opa1裂解物和负载控制层蛋白A/C的免疫印迹，G组每组7只小鼠（n=7-9，雄性）的密度测定定量。WT，野生型；TG，转基因*P（P）< 0.05; **P（P）< 0.01; ***P（P）< 0.001.
图3。
图3。
MCK-Nur77肌肉中氧化代谢标记物活性增加。对10μM腓肠肌冷冻切片进行组织化学染色，以检测NADH-TR黄递酶、琥珀酸脱氢酶（SDH）和细胞色素氧化酶（COX）活性。图像放大50倍。WT，野生型；TG，转基因。
图4。
图4。
脂肪酸氧化是转基因肌肉的首选燃料来源。A： 车前草裂解物的P免疫印迹序列293-PDH和PDH。定量如B.C所示：PDK4在足底的表达。D：过度表达adeno-GFP或adeno-Nur77的C2C12成肌细胞的脂肪酸氧化率，校正为非脂肪酸介导的耗氧量。误差线代表SD.E：乙酰肉碱和腓肠肌裂解物中的有机酸浓度。开放式酒吧：野生型；封闭栏：转基因（n=7-9，雄性）。WT，野生型；TG，转基因*P（P）< 0.05; **P（P）< 0.01; ***P（P）< 0.001.
图5。
图5。
Nur77过度表达肌肉的糖原含量增加。A： 福尔马林固定股四头肌切片的周期性酸-希夫染色。B： 白色腓肠肌的糖原含量定量（n=4-8，男性）。C： 足底肌的基因表达（n=7-9，男性）。D： 车前草裂解物免疫印迹检测Ppp1r1a的表达。E： Ppp1r1a蛋白水平相对于Lamin A/C负荷控制的定量。野生型WT；TG，转基因*P（P）< 0.05; **P（P）< 0.01; ***P（P）< 0.001.
图6。
图6。
MCK-Nur77肌肉分离线粒体的呼吸功能。在分离的仓鼠肌线粒体中，ADP刺激（A）或FCCP刺激（B）呼吸。结果代表了三个独立实验。C： 从分离的线粒体中进行电子传输链复合物的免疫印迹分析。使用波林作为负载对照。定量表示每个基因型六只小鼠的平均值。D： EDL裂解液中还原型谷胱甘肽的水平。WT，野生型；TG，转基因*P（P）< 0.05; **P（P）< 0.01; ***P（P）< 0.001.
图7。
图7。
MCK-Nur77小鼠改善了肌肉性能。A： 五次试验中的握力峰值根据体重进行校正，并归一化为野生型对照。B： 五次试验中悬挂在电线上的小鼠的持续时间根据体重进行了校正，并归一化为野生型对照（n=6，12个月大，雌性）。C和D：体外分离EDL肌肉并进行等长强直收缩。疲劳时间（C）定义为产生的力降至最大初始力的60%所需的时间。D： 峰值强直应力是通过将峰值强直力归一化为肌肉横截面积来计算的（n=4-6，7个月大，女性）。E： MCK-Nur77转基因小鼠（n=7，6-8个月大，雄性）的耐寒性提高。WT，野生型；TG，转基因*P（P）< 0.05.
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