miR-23调控疲劳型亚健康骨骼肌线粒体再生的机制及维康颗粒的干预研究

The fatigue-type sub-health affects human health seriously. The clinical prevention and treatment is difficult for the reason of the mechanism about it is not clear. Our previous research showed that the fatigue-type sub-health existing abnormal structure and dysfunction of mitochondria. We also found that the miR-23 can regulate the mitochondria biogenesis and alleviate the fatigue-type sub-health. But we don't know how it works. We research how the different miR-23 expression levels affect the regeneration index of skeletal muscle mitochondria and the pathway of cell AMPK-PGC1α-SIRT1 signal transfer based on our preliminary studies. Those works also could elucidate how miR-23 regulates the fatigue-type sub-health mitochondrial regeneration. On the other hand, we observe how Weikang granules influence the miR-23 regulation of mitochondrial regeneration pathway, which is a National Invention Patent Chinese medicine of anti-fatigue-type sub-health. And make clear the drug targets and mechanism of Weikang granules' effect on fatigue-type sub-health at the same time. In short, this project is not only a new exploration of the mechanism of fatigue-type sub-health, but also to further explore the upstream mechanism of our previous work of "the fatigue-type sub-health energy metabolism disorders". This project also has the important practical significance for the future clinical intervention of fatigue-type sub-health and improves patients' survival quality.

流行病学调查显示，疲劳型亚健康严重影响人群健康，然而目前对它的发生机制知之甚少，临床上也缺乏公认的治疗药物。前期研究发现疲劳型亚健康存在能量代谢紊乱和线粒体功能障碍，但具体机制不清。miR-23可通过调控下游AMPK-PGC1α-SIRT1信号通路影响线粒体功能。本项目拟在前期研究的基础上，以疲劳型亚健康大鼠模型和骨骼肌细胞线粒体为研究对象，利用miRNA慢病毒转染、qRT-PCR、Western blo等技术方法，研究miR-23表达水平对骨骼肌线粒体再生功能指标及细胞AMPK-PGC1α-SIRT1信号通路的影响，阐明miR-23调控疲劳型亚健康线粒体再生的分子机制。同时观察中药维康颗粒对miR-23调控线粒体再生通路的影响，明确维康颗粒防治疲劳型亚健康的药物作用靶点及机制。本项目不仅是对疲劳型亚健康发生机制的新探索，也是对我们前期工作"疲劳型亚健康能量代谢紊乱"上游机制的进一步探讨。

流行病学调查显示，疲劳型亚健康严重影响健康，然而目前对它的发生机制知之甚少，临床上也缺乏公认的治疗药物。因此，本项目在前期研究的基础上，以疲劳型亚健康大鼠模型和骨骼肌细胞线粒体为研究对象，通过观察中药维康颗粒对miR-23a及线粒体再生功能通路的影响，阐明维康颗粒防治疲劳型亚健康的作用靶点及分子机制。本项目不仅是对疲劳型亚健康发生机制的新探索，也是对我们前期工作“疲劳型亚健康能量代谢紊乱”上游机制的进一步探讨。. 本项目首先开展了疲劳型亚健康人群血浆代谢组学研究，研究发现疲劳型亚健康状态人群中乳酸、氧化型谷氨酰胺、丙酮酸、醛固酮、还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸/烟酰胺腺嘌呤二核苷酸、苯丙氨酸、２-羟丁酸、还原型谷胱甘肽和谷氨酰胺等31个与线粒体能量代谢相关的蛋白标志物与健康人群之间存在统计学差异，结果提示线粒体能量代谢功能异常可能是疲劳型亚健康发生发展的机制。然后课题组通过疲劳型亚健康体内外模型进一步探讨疲劳型亚健康发生发展的分子机制及中药维康颗粒的作用机制。体内实验部分首先建立疲劳型亚健康大鼠模型，实验结果表明，中药维康颗粒可显著改善疲劳型亚健康大鼠模型行为学表现，延长力竭游泳时间，逆转骨骼肌线粒体形态学损伤，降低氧化应激指标MDA、SOD水平，抑制miR-23a水平，升高AMPK、PGC1α基因及蛋白表达水平。体外细胞学试验表明，miR-23a升高可抑制疲劳型亚健康骨骼肌细胞增殖，诱导细胞凋亡，AMPK蛋白表达水平降低；抑制miR-23a水平可改善疲劳型亚健康骨骼肌细胞增殖，抑制细胞凋亡，显著升高AMPK蛋白表达水平。. 综上所述，本课题是在前期亚健康流行病学研究、疲劳型亚健康动物及细胞模型、中药维康颗粒抗疲劳型亚健康药理药效学等研究基础上在分子水平研究的进一步深入。本项目研究结果表明，线粒体再生功能障碍是疲劳型亚健康发生发展的重要机制，疲劳型亚健康时miR-23a升高可影响骨骼肌线粒体AMPK-PGC1α信号通路，导致线粒体能量代谢及再生功能障碍，中药维康颗粒可通过调节miR-23a水平改善线粒体能量代谢功能发挥抗疲劳型亚健康的作用。本项目研究成果为亚健康的基础研究及中医药防治亚健康提供了科学客观实验证据，在亚健康发生机制研究中具有创新性。