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作者:张树玲;王军威;钱钰;胡世亮;孙君志;王纯;
单位:成都体育学院;贵州医科大学;
摘要:目的:探究有氧运动通过肠-肌轴对CT26肿瘤小鼠肌少症产生的影响,以及其潜在的作用机制。方法:48只8周龄的SPF级BALB/c雄性小鼠,随机分为对照组(NC组,n=12),有氧运动组(NA组,n=12),CT26肿瘤相关性肌少症组(TS组,n=12),CT26肿瘤相关性肌少症+有氧运动组(TSA组,n=12)。小鼠适应性运动2周后,TS组和TSA组背部皮下注射0.2 m L CT26细胞悬液(浓度为1×10~7/mL),NC组和NA组相同部位注射等量生理盐水。隔天,NA组、TSA组进行4周的有氧跑台运动干预(14 m/min,60min/d,6 d/w),若当天小鼠未完成目标强度,第二天该小鼠跑步速度降低20%;NC组、TS组小鼠未做任何运动干预。观察小鼠一般状态,测定各组小鼠前肢抓力、转棒仪行走时间和腓肠肌肌纤维横截面积等指标,透射电镜观察腓肠肌超微结构变化,Western blot检测腓肠肌肌肉环指蛋白1(muscle ring finger 1,MuRF1)、肌肉萎缩盒F基因(muscle atrophy F-box,MAF-bx)蛋白表达。16S r RNA测序技术检测盲肠内容物,HE染色观测小肠壁病理结构变化,ELISA检测血清、腓肠肌肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白介素-6(interleukin-6,IL-6)、白介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)及内毒素(脂多糖)(lipopolysaccharide,LPS)含量,Western blot检测小肠紧密连接蛋白1(zonula occludens-1,ZO-1)、Occludin蛋白表达及腓肠肌Toll样受体4(Toll-like receptor 4,TLR4)/髓样分化因子88(myeloid differentiation factor 8,MyD88)/核转录因子κB(nuclear transcription factor-κB,NF-κB)信号通路相关蛋白的表达。结果:(1)TS组小鼠皮下肿瘤凸显,第四和六周末前肢抓力、腓肠肌湿重、腓肠肌肌纤维横截面积及转棒仪行走时间均显著低于NC组(P<0.01),而TS组小鼠腓肠肌MuRF1、MAF-bx蛋白相对表达量均显著高于NC组(P<0.05,P<0.01),透射电镜观察TS组小鼠腓肠肌可见肌纤维排列稀疏紊乱,Z线可见,M线不明显,肌节变短、不清晰、纤细。(2)TSA组小鼠肠道微生物菌群α多样性中的Shannon、Chao1、Observed species指数显著高于TS组(P<0.05,P<0.01,P<0.05);组间β多样性存在一定程度上的差异。在门水平上,NA组F/B比值低于NC组,TSA组F/B比值低于TS组;在属水平上,与NC组相比,NA组Muribaculaceae、Bacteroides、Roseburia及Alistipes相对丰度升高,Alloprevotella、Helicobacter相对丰度降低;与TS组相比,TSA组Muribaculaceae、Lachnospiraceae_NK4A136_group、Roseburia、Bacteroides、Lachnospiraceae_UCG-001相对丰度升高,Alloprevotella、Helicobacter相对丰度降低。其中,Roseburia、Alistipes分别是TSA组、TS组中丰度相对较高显著性差异菌群(两者LDA值>4)。(3)TSA组小肠壁炎性细胞明显少于TS组;NA组小肠壁ZO-1蛋白相对表达量显著高于NC组(P<0.05),TSA组小肠壁ZO-1和Occludin蛋白相对表达量显著高于TS组(P<0.05)。(4)NA组腓肠肌LPS浓度显著性低于NC组(P<0.05),TSA组血清及腓肠肌LPS浓度显著性低于TS组(P<0.05);TSA组p-IκBα、p-NF-κB p65蛋白相对表达量显著低于TS组(P<0.05);TS组血清、腓肠肌炎症因子(TNF-α、IL-1β)浓度显著高于NC组(P<0.01,P<0.05),TSA组血清、腓肠肌炎症因子(TNF-α、IL-6)浓度显著低于TS组(P<0.05,P<0.01)。结论:有氧运动可通过改善CT26肿瘤小鼠肠道微生物菌群物种α多样性,调整肠道微生物菌群的组成,改善小肠黏膜屏障功能,抑制LPS诱导的促炎反应,延缓骨骼肌萎缩,其潜在机制涉及骨骼肌TLR4/MyD88/NF-κB信号传导的下调,对肠-肌轴产生积极的影响。
关键词:肠-肌轴;;有氧运动;;CT26肿瘤;;肌少症;;炎症
基金资助:四川省科技计划项目(苗子工程项目)(2022JDRC0137);; 四川省中央引导地方科技发展专项(2022ZYD0062);; 成都体育学院运动医学与健康学院/运动医学与健康研究所2024-2025年“卓越科研计划”项目(ZYGH2405)