从PGC-1α/Irisin/UCP1信号通路研究功法静力性训练改善老年骨骼肌减少症的作用机制

Preliminary studies have confirmed that: Tuina Gongfa exercise can effectively improve the patient's muscle strength, increase muscle volume, even reverse the development of sarcopenia, however, molecular mechanism of Tuina Gongfa on sacropeniar is still unknown.Mitochondrial dysfunction is the core mechanism of sacropenia, PGC-1 alpha is the key factor to control the function of mitochondria, which the downstream molecules to produce Irisin and UCP1 can promote the transformation of muscle fiber.This study hypotheses that "PGC-1 alpha /Irisin/UCP1 signal pathway may be the molecular mechanism of Tuina Gongfa reverse sarcopenia. In aged skeletal muscle rat model as the research object, to Tuina Gongfa exercise static training device for intervention, observation of rat skeletal muscle cells, the expression level of PGC-1 alpha /Irisin/UCP1 signaling pathways in peripheral blood and fat cells to PGC-1 alpha mediated related molecule, its role and further defined by specific antibody blocking and RNA interference technology, in-depth study of Tuina Gongfa exercise to improve the slow slow skeletal muscle reduce molecular regulation mechanism in the muscle-bone strengthening exercise, and provide experimental evidence for prevention and treatment of Sacropenia.

前期临床研究发现：推拿功法静力性训练能改善骨骼肌萎缩，提高肌肉峰力矩和做功效率，抑制老年骨骼肌减少症发展，然而其分子作用机制尚不清楚。线粒体功能紊乱是老年骨骼肌减少症的核心机制，PGC-1α是控制线粒体功能的关键因子，其下游分子产生Irisin和UCP1能促进肌纤维转变。本项目围绕“PGC-1α/Irisin/UCP1信号通路可能是推拿功法静力性训练抑制骨骼肌减少症的重要分子作用机制”的工作假说，以老年骨骼肌减少大鼠为研究对象，推拿功法静力性模拟训练为干预手段，观察大鼠神经行为学、骨骼肌组织形态学变化，以及PGC-1α/Irisin/UCP1信号通路上相关分子的基因和蛋白表达。应用RNAi基因沉默技术阻断PGC-1α表达后验证功法静力性训练逆向调控骨骼肌细胞萎缩机制，阐释功法训练“筋弱者易之以强”的治病机理，明晰其发挥疗效的作用靶点，为指导临床应用提供实验依据与理论基础。

老年骨骼肌减少症（Sacropenia）是随年龄增长神经肌肉功能渐进性丧失，以肌肉质量下降和肌力减少为重要特征的一类病症。被广泛认为是导致老年人劳动能力丧失的主要因素。随着中国老龄化进程速度不断加快，研究改善老年骨骼肌减少症方法，对于提高老年人生活质量，减轻社会以及卫生经济负担具有重要现实意义和战略意义。前期研究证实功法静力性训练是临床有效的医疗运动方法，能有效地发展静力最大力量、静力耐力和提高肌肉的张力，抑制肌肉萎缩的作用。本研究将从PGC-1α/irisin/ucp1信号通路揭示功法静力性训练防治骨骼肌萎缩的作用机制。实验结果表明长期功法静力性训练能延长大鼠上肢训练时间，提高训练效率，降低大鼠体重，抑制PCG-1α信号通路的RNA干扰会对大鼠上肢训练效能降低产生的负面影响。同时，通过8周训练，功法组大鼠肱二头肌PGC-1α蛋白表达显著高于其他各组，血清中Irisin的水平在ELISA测试中得到类似结果，棕色脂肪ucp1蛋白表达中提高，从分子生物学层面证实功法静力性训练能提高肌肉耐力和棕色脂肪含量，促进白色脂肪向棕色脂肪转变，产生更多ATP，降低体重指数。本课题揭示了功法防止Sacropenia的分子生物学作用机制，为Sacropenia的防治提供科学依据和理论基础。在课题研究的过程中已发表学术论文2篇，授权专利1项，通过发明专利初审1项，主持开展3次传统功法全国会议的学术讲座，培养本科生9名，研究生1名，达到了预期研究目的。