Myostatin对成肌细胞糖代谢的影响

论文摘要

肌肉抑制素Myostatin(MSTN)是由骨骼肌分泌抑制骨骼肌生长发育的生长因子,它对于骨骼肌的自我稳态调节具有重要的作用。由于MSTN可以随血液到达全身,故靶器官可能并不限于骨骼肌。已有研究提示它可能参与机体蛋白质、糖类和脂肪等物质代谢的调节,如脂肪组织就是已被证实的除骨骼肌以外受MSTN调节的组织。本课题首次从细胞水平上研究了MSTN对成肌细胞糖代谢的影响。葡萄糖消耗试验显示,MSTN可以促进分化的C2C12肌管消耗培养基中的葡萄糖,这种促进细胞吸收葡萄糖的作用与Insulin相似,二者联用时还呈现协同作用。MSTN对糖消耗的促进作用不依赖于血清中的其它激素或因子,而且不是由于MSTN本身的细胞毒性所致。与已分化的肌管不同,MSTN不促进未分化的成肌细胞消耗葡萄糖,这也与Insulin的作用类似。因此,MSTN的降糖效应可能与特异性表达于分化后骨骼肌的GLUT4相关。有趣的是,在进化上完全缺失GLUT4的鸡原代肌管中,Insulin对其糖消耗的促进作用确实明显减弱,但MSTN仍然有明显的促进作用,提示MSTN促进糖消耗作用可能还有其它葡萄糖转运载体参与。然而在葡萄糖摄取实验中,MSTN短时间内直接抑制糖摄取;但若仅以MSTN预处理1小时则仍可促进糖摄取。这些结果提示MSTN对葡萄糖转运作用的复杂性,因为糖摄取观察瞬时的葡萄糖转运作用,这一过程由骨骼肌中Insulin敏感的GLUT4载体介导,而糖消耗实验时间较长,可能还有其它非Insulin敏感的糖转运载体参与。综上,本研究揭示了MSTN在控制骨骼肌的增殖、分化之外,还会影响其葡萄糖代谢过程,全面阐明MSTN对骨骼肌糖代谢的调控机制,将为全新认识和界定骨骼肌在胰岛素抵抗和/或2型糖尿病的发生、发展过程中的作用奠定基础,也为将来的糖尿病治疗提供了可能的药物靶点。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 文献综述
• Myostatin功能研究进展
• 一、概述
• 二、MSTN的结构特点及其结构和功能的保守性
• 三、MSTN的表达特征
• 四、MSTN受体的研究
• 五、MSTN对骨骼肌的特异性抑制功能
• 六、MSTN肌肉抑制作用的机理探索
• 七、从蛋白质代谢调节看MSTN对骨骼肌生长的负性作用
• 八、MSTN对糖和脂肪代谢的影响
• 九、关于MSTN与能量代谢调节的总结与思考
• 十、展望
• 骨骼肌葡萄糖转运机制的研究进展
• 一、葡萄糖代谢概述
• 二、葡萄糖转运载体
• 三、肌肉和脂肪组织葡萄糖转运特点的比较
• 四、葡萄糖转运相关的信号传导系统
• 五、葡萄糖转运载体的功能调节
• 六、GLUT4与动物模型
• 七、结语
• 前言
• 材料与方法
• 第一部分 实验材料
• 一、细胞系
• 二、主要实验仪器
• 三、主要药品、试剂及溶液配制
• 第二部分 主要实验方法
• 一、细胞培养
• 二、葡萄糖的酶学测定
• 三、葡萄糖摄取实验
• 四、血清MSIN的Western Blot检测
• 实验结果
• 一、MSTN对成肌细胞糖代谢的双重调节作用
• （一） 葡萄糖消耗实验
• （二） 葡萄糖摄取实验
• 二、糖尿病小鼠模型中血清MSIN水平变化的初步研究
• 讨论
• 一、首次在细胞水平为MSIN参与糖代谢调节提供了证据
• 二、MSTN在葡萄糖消耗和葡萄糖摄取实验不同作用
• 三、MSIN对GLUT4可能的调节模式及进一步研究策略
• 四、MSTN在各种生理、病理条件下的功能探索
• 五、MSTN对骨骼肌糖代谢调节作用的生物学意义
• 参考文献
• 缩写词表
• 致谢