基于“脾主肌肉”理论探讨Foxk1-Sin3A通路调控自噬在CRF骨骼肌萎缩中的作用及黄芪多糖的干预

Muscle atrophy is a frequent complication of chronic renal failure, but the mechanism of which has not been fully elucidated.Recently studies demonstrated that Foxk1-Sin3A pathway plays important role in regulation of autophagy related muscle atrophy.Our previous study found that the astragalus polysaccharides improved muscle atrophy through preventing the activation of autophagy. However, the mechanism of actions of the drugs interfere with Foxk1-Sin3A pathway mediated autophagy has not been established. TCM considers that spleen governs muscle, if the function of spleen and stomach weakens, then the production and mutual transformation of qi xue will be reduced, the muscle cannot be nourished, which eventually may lead to muscle atrophy. Therefore, according to the principle of "treatment for flaccidity aims at yangming meridian", we choose astragalus polysaccharides which has the function of nourishing the spleen and replenishing qi along with promoting granulation as the research object. Proposed by establishing animal model of CRF, muscle myotube atrophy model and siRNA knocking-down of Foxk1 gene model to explore its function in muscle atrophy through the autophagy-lysosomal and Foxk1-Sin3A pathways on the regulation of autophagy. To explore the function of Foxk1 - Sin3A regulating autophagy muscle atrophyin CRF, and the molecular mechanisms of astragalus polysaccharides in improving muscle atrophy of CRF.

骨骼肌萎缩是慢性肾衰竭(CRF)最常见的并发症，发生机制尚未阐明。近年来，自噬活化作为骨骼肌萎缩病因之一倍受关注。最新研究表明，在饥饿条件下，Foxk1-Sin3A通路参与调控自噬介导的骨骼肌萎缩病理过程。我们发现，黄芪多糖可有效防治骨骼肌萎缩，可能与其抑制自噬激活有关，但是否通过调控Foxk1-Sin3A通路而发挥作用尚不清楚。中医认为“脾主肌肉”，脾胃虚弱，气血生化不足，肌肉无以营养导致肌肉萎缩。因此，根据“治痿独取阳明”原则，本课题选用具有“补脾生肌”功效的黄芪，以其有效成分黄芪多糖为研究对象，拟制备CRF大鼠模型和骨骼肌细胞萎缩模型，采用Foxk1基因沉默、Western blot、PCR等技术，检测骨骼肌萎缩相关指标、自噬溶酶体途径和Foxk1-Sin3A通路，探讨Foxk1-Sin3A通路调控自噬在CRF骨骼肌萎缩中的作用及黄芪多糖的干预机制。

骨骼肌萎缩是慢性肾衰竭(CRF)最常见的并发症，发生机制尚未阐明。近年来，自噬活化作为骨骼肌萎缩病因之一倍受关注。最新研究表明，在饥饿条件下，Foxk1-Sin3A通路参与调控自噬介导的骨骼肌萎缩病理过程。我们发现，黄芪多糖可有效防治骨骼肌萎缩，可能与其抑制自噬激活有关，但是否通过调控Foxk1-Sin3A通路而发挥作用尚不清楚。本课题拟复制 CRF 大鼠模型和骨骼肌细胞萎缩模型，应用 siRNA干扰、Foxk1质粒转染、电镜、组织荧光、Western blot、RT-PCR 等技术检测自噬溶酶体途径，Akt/mTOR1 通路和 Foxk1-Sin3A 通路的表达，根据前述研究结果，拟进一步观察黄芪多糖（APS）、健脾益肾方、白藜芦醇对上述通路的影响。结果显示：APS对CRF大鼠血尿素氮、血肌酐水平无明显影响，但可以提高血清白蛋白的水平。APS增加CRF大鼠体重、骨骼肌质量和抑制骨骼肌蛋白质的降解，提高CRF大鼠骨骼肌功能和运动耐力。APS上调骨骼肌组织Akt/mTOR1 通路(Akt和mTOR1)的表达，增加骨骼肌蛋白合成从而抑制CRF骨骼肌萎缩。另外，APS促进 Foxk1 进 入 细 胞 核 ， 增加 细 胞 核 内Sin3A－HDAC 复合体的合成(Foxk1, Sin3A 和 Histone H4)，同时抑制 FoxO3a 进入细胞核，进而抑制自噬溶酶体途径激活(Beclin-1 和 LC3-I/II)，引起骨骼肌蛋白降解的减少从而延缓CRF骨骼肌萎缩的发生发展。另外，体外实验证实了APS可通过上述信号通路抑制TNF-α诱导L6骨骼肌肌管萎缩。 本课题从 Foxk1 调控细胞自噬的角度探讨APS 改善CRF 骨骼肌萎缩的发生机制，具有重要的理论和实践意义，并为APS临床治疗CRF骨骼肌萎缩提供新的策略和奠定新的理论基础。