白介素1受体拮抗剂及胰岛素增敏剂改善尿毒症小鼠蛋白能量消耗的机制研究

研究发现蛋白能量消耗（PEW）是透析患者独立的死亡危险因子。肌肉萎缩、血白蛋白下降是其主要表现。尿毒症PEW的病因和发病机制复杂且不明确，胰岛素抵抗和慢性炎症是导致PEW发生的重要因素。败血症及创伤导致肌萎缩的研究发现AKT-mTOR-S6K1蛋白合成途径下降及泛素蛋白酶体分解代谢途径增强是主要机制。但目前缺乏尿毒症肌萎缩发病机制及对因治疗的相关研究。我们预试验发现尿毒症小鼠肌肉萎缩主要是后者上调介导的，且存在Il-1的升高。本研究通过尿毒症小鼠模型、体外成肌细胞培养及ShRNA技术进行探讨：一、尿毒症状态下肌萎缩机制是否为MAFbx/atrogin-1和MuRF1介导的分解代谢增加？二、抗炎治疗（白介素1受体拮抗剂，IL1-Ra）和胰岛素增敏剂（TZD）能否改善PEW？三、上述治疗作用是否通过下调MAFbx/atrogin-1和MuRF1介导的？本研究有望为临床提供治疗PEW的新方法。

本课题旨在探讨尿毒症状态下骨骼肌萎缩的发病机制及可能的治疗措施。计划书中考虑采用尿毒症血清干预C2C12，由于血清量采集有限，改为采用炎症介质及其拮抗剂直接干预细胞，结果显示：炎症因子刺激下，C2C12细胞出现肌管萎缩，参与细胞蛋白分解的泛素-蛋白酶体系统上调。用不同的炎症介质拮抗剂能通过改变蛋白分解途径改善肌管的萎缩。然而，动物研究采用5/6肾大部切除（SNX）尿毒症小鼠分组如下： A. SNX+安慰剂； B. SNX+IL-1拮抗剂。结果显示IL-1拮抗剂不能够改善尿毒症骨骼肌萎缩，与预期的结果不符合。虽然前期的细胞实验提示IL-1拮抗剂能够通过调节细胞合成及分解代谢，从而改善炎症刺激下C2C12细胞的萎缩，但动物实验结果阴性。. 由于动物实验结果阴性，课题组考虑探讨用维生素D+有氧运动（模拟生活方式改变）联合干预尿毒症小鼠。研究采用5/6肾大部切除（SNX）的尿毒症小鼠模型，分组如下：A. SNX+安慰剂；B. SNX+单纯有氧运动组；C. SNX+Vit D组；D.SNX+Vit D+有氧运动组。结果显示各组间的体重和白蛋白水平无明显差异。鉴于上述动物实验的阴性结果，课题组考虑采用sirt-1激动剂来干预炎症状态下萎缩的C2C12细胞，观察其能否改善细胞代谢。Sirt-1可以通过去乙酰化来调节PGC-1α，而PGC-1α是可以与PPAR-γ相互作用。同时，SIRT-1也可以增加细胞对胰岛素的敏感性。另一方面，Sirt-1可以通过去乙酰化来抑制NF-κB介导的转录活性。这些作用都可以通过调节UPS E3活性来改善肌肉萎缩。细胞实验结果显示Sirt-1激动剂白藜芦醇能通过下调UPS，降低蛋白的分解代谢。同样，通过上调MAFbx/MuRF1可以引起肌管萎缩，Sirt-1激动剂可以通过下调UPS改善MAFbx/MuRF引起的萎缩。