基于AMPK通路探讨针刺足三里调控慢性疲劳综合征大鼠肌细胞线粒体自噬机制的研究

The studies found that the occurrence of chronic fatigue syndrome is closely related to the abnormal mitochondrial energy metabolism. The theory of mitochondrial energy metabolism in modern medicine is very similar to spleen function of Chinese medicine theory. One of the important treatment methods for chronic fatigue syndrome is treatment from the spleen. Acupuncture on chronic fatigue syndrome has a good therapeutic effect. This project studies acupuncture on Zusanli which strengthen the spleen that treat chronic fatigue syndrome rats. This project discusses the mechanism of acupuncture on Zusanli adjusting mitochondrial oxidative stress of rat muscle tissues from AMPK/PGC-1α signaling pathway and improving mitophagy in rat muscle tissue from AMPK/ULK1 signaling pathway by molecular biology technology. The mechanism of acupuncture on Zusanli treating chronic fatigue syndrome is confirmed and generalized by improved mitophagy from AMPK pathway. The result will shed some lights to the treatment of chronic fatigue syndrome with TCM therapy.

研究发现，慢性疲劳综合征的发生与线粒体能量代谢异常密切相关，现代医学中线粒体能量代谢理论与脾脏功能极为相似。从脾论治，健脾调脾是治疗慢性疲劳综合征重要方法之一。针灸治疗慢性疲劳综合征疗效确切，本研究确立从脾论治的思想，针刺足三里调理脾胃、补中益气治疗慢性疲劳综合征大鼠。通过分子生物学技术，探讨针刺足三里通过AMPK/PGC-1α信号通路改善大鼠肌肉组织线粒体氧化应激，AMPK/ULK1信号通路提高大鼠肌肉组织线粒体自噬功能的机制。从AMPK通路调控线粒体自噬功能的角度，部分揭示从脾论治针刺足三里治疗慢性疲劳综合征的作用机制，为中医临床上防治慢性疲劳综合征提供科学的实验依据。

本项目从AMPK通路调控线粒体氧化应激及线粒体自噬的角度，阐释“从脾论治”电针足三里干预慢性疲劳综合征（CFS）的作用机制。采用多因素复合法复制CFS大鼠模型。观察大鼠一般状态、体重、进食量、抓力以及采用HPLC-MS检测大鼠肌细胞ATP、ADP、AMP的含量，采用酶标法检测大鼠骨骼肌组织线粒体呼吸链复合物II、IV的活性，Western blotting 法检测大鼠肌细胞ATP合酶、AMPK、p-AMPK、SIRT1、PGC-1α、ULK1、p-ULK1、LC3-I、LC3-II、Mfn1、Mfn2、Opa1、Drp1以及Fis1蛋白的表达，荧光定量PCR技术检测大鼠肌细胞ATP合酶、SIRT1、PGC-1α、Mfn1、Mfn2、Opa1、Drp1以及Fis1mRNA的表达，利用透射电镜观察大鼠肌细胞线粒体及线粒体自噬体的超微结构。研究结果发现，足三里组大鼠骨骼肌ATP含量高于模型组；足三里组大鼠骨骼肌AMP/ATP较正常组有所上调；足三里组大鼠骨骼肌ATP合酶蛋白的表达较模型组无显著差异，mRNA的表达明显上调，心肌ATP合酶蛋白及mRNA的表达较模型组明显上调；足三里组大鼠骨骼肌p-AMPK/AMPK较正常组和模型组均上调，心肌p-AMPK/AMPK较正常组有所上调；足三里组大鼠骨骼肌SIRT1蛋白及mRNA的表达较模型组均明显上调；与模型组相比，足三里组大鼠骨骼肌和心肌PGC-1α蛋白及mRNA的表达均上调；足三里组大鼠骨骼肌p-ULK1/ULK1较模型组明显增高；足三里组大鼠骨骼肌LC3-II/LC3-I较模型组明显增高，心肌LC3-II/LC3-I较正常组有所升高。透射电镜下模型组大鼠骨骼肌、心肌线粒体损伤严重；足三里组线粒体形态恢复，出现大量的线粒体自噬体。说明电针足三里对CFS有一定的干预作用，通过激活CFS大鼠骨骼肌AMPK，提高骨骼肌SIRT1的表达，启动PGC-1α的活性，从而改善CFS大鼠骨骼肌线粒体氧化应激反应；通过提高心肌AMPK磷酸化的表达，直接磷酸化PGC-1α，提高PGC-1α的活性，达到提高CFS大鼠心肌线粒体氧化功能的作用；通过激活CFS大鼠骨骼肌AMPK，使ULK1磷酸化水平增高，提高线粒体自噬水平，部分阐释电针足三里干预CFS的作用机制，为针灸临床“从脾论治”CFS提供一定的实验依据。