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.2015年4月；63(4):256-69.
doi:10.1369/0022155415569348。 Epub 2015年1月9日。

外周动脉疾病患者腓肠肌肌纤维结蛋白异常积聚：与肌纤维形态和密度改变、线粒体功能障碍和肢体功能受损相关

Koutakis泛神经炎 1, 迪米特里奥斯·米塞利斯 1, 萨拉·迈尔斯 2, 朱利安·京秀 1, 珍珠 1, 埃夫兰皮亚·帕普齐 1, 斯坦利·斯旺森 1, 格勒布·哈纳茨基 三, 杜伊·M·哈 1, 劳伦·卡彭特 1, 罗德尼·D·麦库姆 4, 杰森·M·约翰宁 1 5, 乔治·P·卡萨利 1, 伊拉克利斯一世皮皮诺 1 5
附属机构

外周动脉疾病患者腓肠肌肌纤维结蛋白异常积聚：与肌纤维形态和密度改变、线粒体功能障碍和肢体功能受损相关

Koutakis泛神经炎等。 组织化学与细胞化学杂志. 2015年4月.

摘要

外周动脉疾病（PAD）患者在其缺血性下肢发生肌病，其特征是肌纤维变性、线粒体功能障碍和肢体功能受损。结蛋白是细胞骨架的一种蛋白质，对维持肌纤维及其细胞器（尤其是线粒体）的结构、形状和功能以及将肌节收缩转化为肌肉收缩至关重要。在本研究中，我们研究了以下假设：PAD患者腓肠肌肌纤维中结蛋白网络的破坏与肌纤维形态改变、线粒体功能障碍和肢体功能受损相关。使用荧光显微镜，我们评估了PAD患者和对照患者腓肠肌的结蛋白组织并量化了肌纤维含量。与对照肌肉相比，PAD中的结蛋白高度紊乱，而非对照肌肉，PAD的肌纤维含量显著增加。通过qPCR，我们发现与对照组相比，PAD患者腓肠肌结蛋白基因转录物增加。PAD肌肉中结蛋白和结蛋白基因转录物的增加与肌纤维形态改变、线粒体呼吸减少、小腿肌肉力量降低和行走能力下降相关。总之，我们的研究确定腓肠肌肌纤维结蛋白系统的破坏是PAD患者肌病和肌肉功能受限的指标。

关键词：细胞骨架；结蛋白；间歇性跛行；肌肉疾病；肌纤维。

PubMed免责声明

利益冲突声明

利益冲突声明：作者声明在本文的研究、作者身份和/或发表方面没有潜在的利益冲突。

数字

图1。
图1。
骨骼肌纤维中结蛋白中间丝网络及其与肌原纤维、肌膜、线粒体和细胞核的关系的示意图。结蛋白是骨骼肌肌纤维中细胞骨架中间丝的关键蛋白。Desmin的主要功能是传递肌原纤维产生的力。结蛋白干扰素通过Z盘（深蓝色）将肌原纤维连接成束，并将其连接到肌膜中的特殊粘附部位（共聚体）（绿色）。肌原纤维力随后从共聚体传递到细胞外基质，然后传递到肌腱。此外，Desmin提供了线粒体系统的三维组织（粉红色），将收缩器连接到肌核（紫色），并可能有助于肌纤维各隔室之间的机械化学信号传递。
图2。
图2。
对照组（a–C，G–I）和外周动脉疾病（PAD）受试者（D–F，J–L）的腓肠肌切片被标记为荧光显微镜，并用20×、40×和100×物镜捕获。在纵向切片的对照肌纤维（A–C）中，结蛋白（绿色）沿Z盘呈正态分布，呈规则的水平条纹状亮绿色标记，代表组织良好的细胞骨架网络。在PAD肌纤维（D–F）中，结蛋白结构紊乱，在某些区域（箭头）沿Z盘沉积更为致密，相邻Z盘之间存在明显的异常交联，并沿大液泡壁密集堆积（填充箭头）。在对照肌纤维（G-I）的横截面上，结蛋白在整个肌纤维（100×）上呈现正常的蜂窝状外观，代表横截面上的大量肌原纤维，在肌下膜区域（20×、40×和100×）高浓度（填充箭头）。在PAD肌纤维（J–L）的横截面中，结蛋白表现出不规则的蜂窝状外观，表现为沿着肌纤维（100×）（线箭头）和广泛、不规则的细胞质聚集体（箭头）的边界进行强烈且不均匀的标记。
图3。
图3。
（A） 典型的western blot显示，与对照组相比，外周动脉疾病（PAD）受试者腓肠肌组织中的结蛋白含量增加。PAD肌肉中高迁移率的结蛋白带提示翻译后修饰，可能是氧化损伤和/或蛋白质降解。（B） 在PAD腓肠肌标本中，归一化为肌球蛋白mRNA的Desmin mRNA含量较高。（C） PAD中归一化为肌球蛋白mRNA的平均结蛋白mRNA高126倍(n个=30）与对照组相比(n个=30）腓肠肌，表明基因转录物的低效翻译和/或高蛋白降解。
图4。
图4。
外周动脉疾病（PAD）腓肠肌肌纤维中的结蛋白异常积聚（A）以及相关的肌纤维形态和细胞外基质变化（B）。在荧光（a）和亮场（B）条件下，用10倍物镜采集患有中重度肌病的PAD患者的腓肠肌切片。标本（A）用结蛋白抗体（绿色）、麦胚凝集素（膜和结缔组织；红色）和DAPI核染色（蓝色）标记。相邻切片（B）用Masson三色染色（肉质，红色；结缔组织，蓝色；细胞核，黑色）。PAD肌纤维在肌浆（A）中显示致密、不规则的结蛋白堆积。肌纤维的形状和大小不规则，包括许多大的、圆形的和肿胀的纤维以及许多小的、不规则形状的纤维（A和B）。一些大肌纤维显示有靶病变（填充箭头）、空泡（箭头）和内部细胞核（线箭头）（B）的迹象，这些发现与肌纤维变性一致。细胞外基质明显膨胀。标度为100µm。
图5。
图5。
对照组（A行）和外周动脉疾病（PAD）受试者（B行）腓肠肌滑动安装切片中结蛋白（绿色）和ATP-合酶（红色）的代表性荧光图像。PAD肌纤维中线粒体分布不规则且呈斑块状，结蛋白丰富且高度聚集的区域缺乏线粒体标记。线粒体在肌浆的其余部分和肌膜下区域表现出不均匀的分布。
图6。
图6。
外周动脉疾病（PAD）中的结蛋白含量；n个=30）腓肠肌肌纤维与肢体功能呈负相关。（A） 在最大等长收缩期间，脚踝跖屈肌施加的肌肉力量。（B） 峰值步行距离结果。（C） 6分钟步行距离结果。
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